戰術任務中飛行員注意力分佈之研究

國

立

交

通

大

學

管理學院碩士在職專班(管理科學組)

碩

士

論

文

戰術任務中飛行員注意力分佈之研究

Study of Pilots’ Attention Distribution in Tactical Mission

研 究 生：曹進平

指導教授：王耀德 博士

戰術任務中飛行員注意力分佈之研究

Study of Pilots’ Attention Distribution in Tactical Mission

研 究 生：曹進平 Student：Chin-Pin Tsao

指導教授：王耀德 Advisor：Dr. Yau-De Wang

國 立 交 通 大 學

管理學院碩士在職專班（管理科學組）

碩 士 論 文

A Thesis

Submitted to Department of Management Science College of Management

National Chiao Tung University in Partial Fulfillment of the Requirements

for the Degree of Master in

Business Administration July 2007

Hsinchu, Taiwan, Republic of China

中華民國九十六年七月

戰術任務中飛行員注意力分佈之研究

學生：曹進平 指導教授：王耀德 博士

國立交通大學管理學院碩士在職專班管理科學組

摘要

本研究的目的在探討正常無外來干擾因素情況下飛行員注意力的分佈與

地面輔助資訊對飛行員注意力之影響。30 位飛行員及 30 位非飛行員被隨機指

派至有輔助資訊及無輔助資訊兩種情境，每組受試者皆再以隨機的方式在單

一作業及多重作業的情境中各從事 3 ( 3 種敵友機佈局)× 3 ( 3 種飛機數量)

× 9 ( 9 種敵機出現位置) × 2 (有、無敵機)情境共 162 局的敵機偵測作業，

實驗中以簡化的雷達顯示幕模擬戰術任務中對敵機之識別任務。結果由敵機

偵測的反應時間分析發現，飛行員會優先將注意力分佈在距離 55 浬以內的部

分空域，以便早期偵知敵機，飛行員對 55 浬以外的敵機則採取注意但不優先

處理的方式，並且能夠在飛機數上升時應用輔助資訊以縮短敵機偵測的反應

時間。面對多重作業之任務負荷時，飛行員的訓練使他們比非飛行員更能有

效的分配並管理注意力資源以維持主作業績效。此外，由敵機位置的回憶發

現，飛行員對敵機的偵測速度較快，並未犧牲了他們對敵機位置的正確回憶，

成會有負面的影響，其中，敵機與友機所呈的佈局形式與敵機所處位置不同，

對飛行員偵測敵機的反應速度及回憶敵機位置的正確程度會有不同影響，位

於遠處且偏離友機群組的敵機之偵測不易，近處則以敵機處於角落且是被包

圍在友機之內時會形成偵測上的死角。

Study of Pilots’ Attention Distribution in Tactical Mission

Student: Chin-Pin Tsao Advisor：Dr. Yau-De Wang

Department of Management Science

National Chiao Tung University

Abstract

The purpose of this study was to investigate combat pilots’ attention

distribution in tactical mission and the effect of information support. Thirty pilots

and thirty non-pilot airforce personnel were randomly assigned to the two (with or

without information support) experimental conditions to perform simulated tactical

mission of identifying enemy aircraft by using a simplified display of airborne

RADAR. The results of detection time for enemy aircraft indicated that priority of

attention allocation were given by pilots to areas within 55 NM to look for an early

awareness of threatening enemy, those beyond 55 NM will be monitored and

managed with lower priority, and the effect of information support in improving

detection time increases as a function of total quantity of aircraft. The tactical

training allows pilots to effectively manage the attention resources to maintain the

performance of primary task in dual or multiple missions. The results of tactical

situation recall indicated that pilots have better performance in detecting enemy

aircraft without compromising the accuracy of situation recall. Other results

indicated that some structural factors of operational environment have negative

effect on pilots’ performance in a tactical mission. The configuration in which

enemy and friendly aircraft related to others, and the location of displayed enemy

aircraft have different effect on detection time and the accuracy of situation recall.

In the areas of long distance, enemy aircraft positioned clearly away from friendly

group caused long detection time while the enemy aircraft located in the corner

and surrounded by the friendly group is more likely to be detected later in the areas

of short and medium distance.

Keywords: attention distribution, reaction time, flight decision, dynamic decision,

誌 謝 在軍旅服務達二十年後，幸運地在國軍公餘進修的計畫中獲得校外學習的機會，實現 了我重拾學生身分進入嚮往以久的大學校園生活的夢想。二年的修習時間，我像興奮的小 蜜蜂在浩瀚的學術領域裏流漣，快意地瀏覽每一處豐富的寶庫、貪婪地吸收每一位老師辛 苦準備的佳餚；在體認學術研究的樂趣後，我感到滿足，也為著自己所接收的一切訓練與 指導，滿懷感恩的心。 這份論文能夠順利完成，我需要感謝的人很多：首先是盡心盡力、幾乎用去大部分休 閒時間來指導我研究的王耀德老師，不僅全力配合我軍人身份難以掌握的研討時間，更經 常熱心安排其他老師共同研討，為我解惑；工工系的洪瑞雲老師耐心使用各種方法、時間 與技巧，來解答我所提的各項問題並引導我的思考，使我獲得許多成長；當然也感謝所有 老師在上課期間針對課程內容的講解與訓練，使我開始認識管理、研究決策並思考過去一 直在執行卻不曾探究其原理的問題。 我也必須感謝張哲平將軍在擔任我的隊長期間，鼓勵我進修並親筆為我寫下推薦信 函；同時，對於二年進修期間對我包容、體諒並提供業務支援的同事，我也心存感激。當 然，這二年期間周旋於繁忙的演習、飛行、課業、報告中，家人的支持與照顧為我帶來源 源不斷的動力，使我在經常的超時工作中無後顧之憂並能因學習與研究的樂趣而充滿信心 與活力。要感謝的人真的很多，博士班指導我作數據分析的學姐、與我同甘共苦的全體同 學，以及其他無法一一詳述的人，我都銘記在心。謝謝老師、長官、同學，以及所有提供 支援使我得以順利完成學業的人，謝謝! 曹進平 謹識 民國 96 年 7 月於交通大學

目錄 中文摘要 i 英文摘要 iii 誌謝 v 目錄 vi 表目錄 viii 圖目錄 x 第一章 導論 1 第二章 文獻探討 14 第三章 方法 36 第四章 結果 54 第五章 結論與討論 97 參考文獻 103 附錄一 實驗指導語 105 附錄二 單一作業之偵測正確率變異數分析表 110 附錄三 多重作業之偵測正確率變異數分析表 114 附錄四 飛行員有輔助資訊執行單一作業正確率平均數與標準差 117 附錄五 飛行員無輔助資訊執行單一作業正確率平均數與標準差 118 附錄六 非飛行員有輔助資訊執行單一作業正確率平均數與標準差 119 附錄七 非飛行員無輔助資訊執行單一作業正確率平均數與標準差 120 附錄八 飛行員有輔助資訊執行多重作業正確率平均數與標準差 121 附錄九 飛行員無輔助資訊執行多重作業正確率平均數與標準差 122

附錄十 非飛行員有輔助資訊執行多重作業正確率平均數與標準差 123 附錄十一 非飛行員無輔助資訊執行多重作業正確率時間平均數與標準差 124 附錄十二 飛行員有輔助資訊執行多重作業偵測時間平均數與標準差 125 附錄十三 飛行員無輔助資訊執行多重作業偵測時間平均數與標準差 126 附錄十四 非飛行員有輔助資訊執行多重作業偵測時間平均數與標準差 127 附錄十五 非飛行員無輔助資訊執行多重作業偵測時間平均數與標準差 128 附錄十六 飛行員有輔助資訊執行多重作業回憶誤差量平均數與標準差 129 附錄十七 飛行員無輔助資訊執行多重作業回憶誤差量平均數與標準差 130 附錄十八 非飛行員有輔助資訊執行多重作業回憶誤差量平均數與標準差 131 附錄十九 非飛行員無輔助資訊執行多重作業回憶誤差量平均數與標準差 132

表目錄 表 1 受試者基本資料 36 表 2 飛行員有輔助資訊單一作業反應時間平均數與標準差 55 表 3 飛行員無輔助資訊單一作業反應時間平均數與標準差 56 表 4 非飛行員有輔助資訊單一作業反應時間平均數與標準差 57 表 5 非飛行員無輔助資訊單一作業反應時間平均數與標準差 58 表 6 單一作業反應時間之變異數分析表 59 表 7 單一作業飛機數×出現位置×組別之偵測反應時間平均數與標準差 62 表 8 單一作業位置×輔助資訊之偵測反應時間平均數與標準差 65 表 9 非飛行員單一作業飛機數×佈局×組別×輔助資訊之偵測時間平均數與標準差 69 表 10 飛行員單一作業飛機數×佈局×組別×輔助資訊之偵測時間平均數與標準差 70 表 11 多重作業偵測反應時間平均數與標準差 73 表 12 多重作業偵測反應時間之變異數分析表 73 表 13 多重作業位置×組別之偵測反應時間平均數與標準差 76 表 14 多重作業位置×輔助資訊之偵測反應時間平均數與標準差 77 表 15 飛行員有輔助資訊單一作業戰況回憶誤差量平均數與標準差 79 表 16 飛行員無輔助資訊單一作業戰況回憶誤差量平均數與標準差 80 表 17 非飛行員有輔助資訊單一作業戰況回憶誤差量平均數與標準差 81 表 18 非飛行員無輔助資訊單一作業戰況回憶誤差量平均數與標準差 82 表 19 單一作業戰況回憶誤差量之變異數分析表 83 表 20 單一作業飛機數×輔助資訊之戰況回憶誤差量平均數與標準差 85 表 21 單一作業飛機數×佈局之戰況回憶誤差量平均數與標準差 87

表 22 單一作業佈局×位置之戰況回憶誤差量平均數與標準差 88

表 23 多重作業戰況回憶誤差量之變異數分析表 90

表 24 多重作業佈局×組別之戰況回憶誤差量平均數與標準差 93

表 25 多重作業飛機數×佈局之戰況回憶誤差量平均數與標準差 94

圖目錄 圖 1 飛彈射程概算示意圖 3 圖 2 典型制空任務場景想定 37 圖 3 實驗使用之簡化雷達畫面 38 圖 4 佈局範例 40 圖 5 空域區塊劃定示意圖 42 圖 6 實驗畫面—聚焦符號 46 圖 7 實驗畫面—目標顯示畫面 46 圖 8 實驗畫面—遮障畫面 47 圖 9 有輔助資訊多重作業目標顯示面 48 圖 10 無輔助資訊單一作業目標顯示畫面 49 圖 11 無輔助資訊多重作業目標顯示畫面 50 圖 12 全部實驗流程示意圖 51 圖 13 單一作業實驗流程示意圖 52 圖 14 多重作業實驗流程示意圖 53 圖 15 非飛行員組單一作業偵測反應時間之飛機數×位置交互作用 63 圖 16 飛行員組單一作業偵測反應時間之飛機數×位置交互作用 63 圖 17 單一作業偵測反應時間之位置×輔助資訊交互作用 65 圖 18 飛行員無輔助資訊單一作業之反應時間 67 圖 19 飛行員有輔助資訊單一作業之反應時間 67 圖 20 非飛行員無輔助資訊單一作業之反應時間 68 圖 21 非飛行員有輔助資訊單一作業之反應時間 68

圖 22 非飛行員組單一作業無輔助資訊反應時間之飛機數×佈局交互作用 71 圖 23 非飛行員組單一作業有輔助資訊反應時間之飛機數×佈局交互作用 71 圖 24 飛行員組單一作業無輔助資訊反應時間之飛機數×佈局交互作用 72 圖 25 飛行員組單一作業有輔助資訊反應時間之飛機數×佈局交互作用 72 圖 26 多重作業偵測反應時間之位置×組別交互作用 76 圖 27 多重作業偵測反應時間之輔助資訊×位置交互作用 77 圖 28 單一作業戰況回憶誤差量之飛機數×輔助資訊交互作用 86 圖 29 單一作業戰況回憶誤差量之飛機數×佈局交互作用 87 圖 30 單一作業戰況回憶誤差量之佈局×位置交互作用 89 圖 31 多重作業戰況回憶誤差量之佈局×組別交互作用 93 圖 32 多重作業戰況回憶誤差量之飛機數×佈局交互作用 94 圖 33 多重作業戰況回憶誤差量之佈局×位置交互作用 95

第一章 導論 研究背景與動機

決策的研究包括其思考程序、作業模式或因果循環等，其間所涉及的心理因素或判斷 很多，如何才能將決策行為轉化成可量化的模型，或透過具體化、程序化的步驟，提高決 策的正確性是重要的研究議題。飛行環境的決策研究，雖然已經有 Endsley(1996)， Bove、 Andersen(2002)， Molesworth, Wiggins、 O’Hare(2006)等作了些分析及探討，但他們的研 究以一般民用航空器或商業客、貨機為資料基礎，對戰鬥機飛行領域的決策研究則相較之 下相當不足。 戰鬥機飛行員執行戰鬥任務時，除了必須在極短的時間內對快速變化的環境作出正確 反應外，更必須在轉瞬間決定是否對眼前快速迫近的目標作攻擊，其決策失敗的代價往往 是付出寶貴的生命，不論是自己的或是其他無辜受害者的。從歷史著名的案例來看，1995 年 4 月，美國 2 架 F-15 型戰機在伊拉克上空執行守護禁航區任務時，擊落 2 架聯合國黑 鷹直昇機，此一誤擊事件造成機上 26 人全部喪生。美軍的軍力訓練精良、實戰經驗豐富， 然而他們在各種戰爭中仍不時傳出空對空(air to air)或空對面(air to surface)的誤擊事件，顯 示在飛行員的決策環境與決策歷程中，仍存有許多無法以程序、紀律或準則來加以規範的 人因問題，使得飛行員在任務負荷與時間壓力中發生決策錯誤。

為了瞭解戰鬥飛行員注意力分佈的情況，Endsley and Smith(1996)採用 Chase and Simon(1973)及 de Groot(1965)對專業棋手的研究步驟，以 10 位男性前軍中飛行員作樣本， 要求他們回憶戰術情況顯示器(TSD; Tactical Situation Display)上所呈現的敵機位置，並且 依顯示內容作出戰術決定。結果發現：在目標距離近過 40 浬時，受試者較易高估距離， 當目標距離高於 40 浬時，受試者較易低估距離；目標在±45 度方位時，發生目標忽略之錯

誤急遽升高，成為飛行員注意力的盲點。在回憶時目標重現的順序方面，受試者回憶的敵 機傾向於先近再遠、先左後右，且飛行員也會先標示已攻擊者，再標示未攻擊者。研究發 現部分結論與戰鬥機飛行員實際操作的戰術理論基礎相符，例如：當目標集中在中距離時 最不會被飛行員所忽略，因為不論攻擊或防禦，幾乎所有戰術動作的起動時機都在中距 離。當目標集中在近距離時敵機的位置回憶較精確，因為幾乎所有的近距離目標都已接近 相互攻擊的最後底限附近，致命的危機高，因此，近距離的目標勢必會優先吸引他們的注 意力。

不過，在 Endsley and Smith 的研究中，仍有部分想法與真實飛行環境略有出入。 首先，戰鬥飛行員對敵機採戰術處置或反應之優先順序，並非僅參考敵機位置，而是 與其位置、高度、航向及與我之關係方位等均有密切關聯，根據這些資訊來判斷其武器有 效射程，然後依此評估其對我之威脅程度後，才據以訂定攻擊或防禦之戰術計畫。例如， 在前方相同距離而航向不同的敵機，其機頭指向我者因相對速度快、武器涵蓋包線較遠， 將較早到達武器射程範圍，而機頭航向偏離我者則因相對速度慢、武器涵蓋包線較近，將 較晚到達武器射程範圍；雖然射程變化之相關因素極為複雜，但一般操作上有一拇指定律 可循：在航向始終指向目標情況下，敵機位於前方時，發動攻擊之有效射程概為 3 倍長， 於側方指向飛行時，其攻擊的有效射程約為 2 倍長，在後方指向飛行時，其射程約為 1 倍 長。此種射程差異程度與飛機之高度、速度、偏角及相對接近率有關，因此，若將各個方 位進襲的敵機武器射程均設為相等，則顯然與實際飛行員考量方式有所不同。 其次，依前述敵機對我威脅程度之考量可知，飛行員注意的除了敵機的數量及分佈方 式外，敵機的相對航向亦為重要考量因素之一。在戰場上正常分佈的敵機，應能包含對向、 側向或飛離等不同航向，而不是始終以收歛式航向對向目標機；Endsley and Smith 指出此 為其後續研究的方向之一。

圖 1 飛彈射程概算示意圖 第三、研究中採用 3 至 12 架敵機之數量變化，藉以組合出 7 × 7 的密度組合，若純就 實驗設計之角度應屬周延，但在戰場上以單機對抗 12 架敵機之情況並不多見；且依 Miller ( 1956 )研究顯示，人的工作記憶在單位時間內可以處理 7 項資訊，超出太多的檢驗量，可 能導致檢驗效果失真。 第四、Endsley 以決定採取行動的次數及攻擊的次數為飛行員的決策績效評估，但飛 行員戰術決策的績效評估，不是決策次數而須以決策內容的正確性為準，例如：飛行員如 與敵機距離 10 浬的互相指向(Head On)飛行時，若決定立即攻擊並同時採取反向脫離的防 禦動作，則為合乎戰術原則的理想決策。但同樣情況而與敵機距離增加為 30 浬時，若實 施同一動作，則屬不具戰術價值的盲目操作，因為此一距離敵我雙方均尚未到達武器的有 效射程，各種攻擊或防禦的嘗試與企圖均不具意義與價值；又如：飛行員發現敵機在正前 方距離 10 浬處作側向飛行(Beaming)時，若同樣採取立即攻擊並同時反向脫離的防禦動 作，則亦充分顯示飛行員之戰術概念不足，因為此時敵機機頭指向側方，處於無法對我攻

擊之防禦態勢，應把握機會完成攻擊並持續壓縮敵機之後續操作空間，而不必作脫離戰場 之防禦性操作。因此，有關戰術決策的討論，須於更周延的條件下研究，否則，僅以攻擊 次數與決定脫離之次數來作為飛行員決策績效之評斷並進而推論飛行員之注意力分佈情 況，可能導致結果之偏誤。 第五、在 Endsley 的研究中，他們係以戰術情況顯示器來呈現全平面之目標情況，但 就現實情況而言，飛機主要偵知裝備為雷達，一般涵蓋範圍均為飛機左右各 60°或以下之 方位範圍，飛機側方之戰場情況可藉飛行員有限距離之目視輔助，而後方除了雷達預警器 (RWR, Radar Warning Receiver)提供敵機對我之鎖定或偵測狀態外，其餘幾乎全靠外來資 訊提供(友機或地面管制官 GCI, Ground Control Intercept)。因此，戰鬥機通常都由利我或威 脅程度較低的方位進入戰場，在正常情況下都預設後方為較安全或低威脅空域，對後方空 域付出之注意力自然與其它空域不同，Endsley 等人的研究發現當目標集中在前方時，通 常有較多的接戰行動，後方目標通常較不受關注，實為一合理且必然現象，但若欲探討飛 行員在戰術任務過程中真正注意力分佈情況，則應以空用雷達涵蓋所及的前方±60°範圍為 研究重點較為合宜。 最後一點，由於飛機本身配備的偵知裝備有限，無法同時涵蓋全部空域，且飛行員注 意力資源亦難以掌握系統感測的全部資訊，在二者雙重作用下，使得其他輔助資訊成為飛 行員於任務中建立情境察覺(Situational Awareness)的重要資訊來源，因此，在探討飛行員 的注意力分佈時，必須同時考量輔助資訊之作用與影響，而輔助資訊提供的方式包括語音 或短文式二種。

Endsley and Smith 的實驗顯示，處理呈現的資訊的注意力與飛行員決策有直接關係， 因此，本研究主要目的在以戰鬥機飛行員的實際工作經驗與體認，分析飛行員在戰術任務 中注意力分佈情況。

戰鬥機飛行員的操作與決策環境

許多對飛行環境或動態系統所作的研究(Endsley, 1995, 1996; Deery, 1999; Bove, Anderson, 2002)中，均認為飛行環境是充滿不確定性、時間壓力的動態決策環境。動態決 策的特徵是決策者身處決策環境中，依所經驗的環境變化作出決策，而此一決策結果將會 帶動環境的改變，決策者再依環境的改變修正下一次的決策，如此持續變動循環的過程， 即是動態決策的特性，亦稱為「循環式因果律(circular causality)」，換言之，每一次的決 策都不會是一個階段的結束，而是投入一個變數並等待環境變化後採取下一個決策的開 始，整個決策績效必須藉由長期作業累積之結果來加以評估，決策失敗往往是疏忽了對環 境變化的掌握，亦即忽略了回饋資訊的偵測與運用。所以，飛行員在這種環境中操作，必 須能保持高度的情境察覺(Situation Awareness)才能對外界的變化作出適時與適切的反應 與處置。所謂情境察覺在不同的研究中經常有不同的定義，大部分的定義都指向一個共同 點，就是瞭解正在發生的事，Endsley 對情境察覺所作的定義為：情境察覺就是在特定時 間與空間下，對環境週遭事物的觀察、理解以及其短時間內可能發展的趨勢掌握。情境察 覺是決策的主要輸入因素，也可能影響決策過程；在偵知的過程中，問題呈現的方式將影 響問題解決的方法以及情境察覺之建立與發展。依照 Endsley 的情境察覺理論，情境察覺 可以區分成三個階段，分別是偵知現象、理解問題及規劃方案，例如：飛行員看到其他飛 機(第一階段情境察覺，偵知現象)，立即與心中既有的資料作比對以掌握其機型與性能(第 二階段情境察覺，理解問題)，然後依長期累積之經驗與概念，研判其後續行動及自身可採 取之因應作為(第三階段情境察覺，規劃方案)。對戰鬥機飛行員而言，作業績效是情境察 覺與決策的組合；所以，好的情境察覺可以看作是有可能提升績效的因素但卻不見得一定 有必要關聯。 Endsley 在研究飛行員空戰中之決策與注意力分佈情況時，對於空中戰鬥之特性有明

確的敘述，戰鬥機飛行員的作業環境歸納分析如下： 一、戰鬥機飛行員的飛行決策作業環境，通常具有下列特徵： (一)變化速度快：現代各型戰鬥機的飛行速度均可達到穿音速、超音速或數倍音速以上， 在此情況下接戰，彼此雙方的相對接近率極快，例如：若雙方均以 0.9 馬赫的速度接 近，則其相對接近率達 1.8 馬赫，亦即每秒鐘接近 1800 呎，每分鐘接近 18 浬。以一 般概訂的接戰距離為 60 至 80 浬，僅需約 4 至 5 分鐘即可由遠距的視距外作戰到達彼 此目視的近距離纏鬥範圍。但真正造成問題的複雜性及不可預測的非確定性相對增高 的原因在於現代戰機的速度變化太快，亦即，其加速率及減速率均極高；常常，飛行 員發現一個高速接近的目標，依其速度及接近率研判所得的下一時點位置，與真實位 置的差異性極大，因為它可以巧妙運用其瞬間減速及劇烈方向改變的機動性能，使得 徑向速度與預估值完全不同。 (二)資訊掌握難：戰鬥機飛行員對空中戰場周邊的全般資訊來源，除了飛機配備的空用雷 達、戰術情況顯示器或雷達預警器外，主要以地面雷達站的攔截管制官所報讀之資料 為主。飛機裝備均有其特定的偵測涵蓋，無法持續提供全方位資訊。地面雷達站所提 供之資訊內容品質，則與管制官之經驗、態度及本職學識等，有極為密切的關係。因 此，飛行員欲獲得正確而完整的戰場資訊，實在是極為困難。更甚者，現在時間的正 確資訊，很有可能在下一秒鐘或下一時點就已經是無法參考的訊息。 (三)環境更動大：由於速度快、高度高及機動性大，戰鬥機的操作環境動輒以數百、數千 浬計，其間所涵蓋之環境可能包括高山、平地、海洋、白晝、夜間、目視氣象(VMC, Visual Meteorology Condition)或儀器氣象(IMC, Instrument Meteorology Condition)等，依所在 環境之不同，決策模式無法一體適用，必須隨時加以調整應用。此外，即使在局部戰 場中，戰鬥機為了保持不可預測性，也常常大量使用高度的立體變化來達到欺敵或隱

蔽之目的，因此，前一秒鐘可能還在 40000 呎高空，轉眼間已垂直下降至 5000 呎以 下的高度。在不同的高度與空層，飛行員之操作考量與決策模式均有所不同。 (四)受敵牽制多：戰機接戰中，所有決策之焦點均以目前接戰之敵機為首要考量，同時必 須兼顧新增威脅或其他須支援的友機狀況等。因此，飛行員對戰場資訊之掌握、戰術 決策之擬訂及戰術計畫之執行等，均係以敵機為中心，必須以敵機之反應為決策考量 之主要參數，據以擬訂後續因應行動與作為，因此，飛行員受敵機的誘導及牽引程度 很高，很難在戰場中依自我主動意志主導資訊與決策。 (五)威脅程度高：現代空戰由於武器性能提升，各型飛彈之射程更遠、鎖定與追瞄更容易、 命中率(Ph)與擊殺率(Pk)均相對提高，因此，接戰雙方互相威脅之程度亦隨之高漲， 在此種條件下的決策，其壓力狀態與一般決策截然不同，決策失敗可能就是生命的損 失、作戰的失利或國家的利益受損。此外，配合戰具性能發展，作戰型態已由傳統的 近距離空戰發展為視距外作戰，影響所及係飛行員決策資訊更不完整或不精確，而面 對的威脅程度更高，整體決策之困難度更大。 (六)決策時間短：在速度變化快且環境急遽改變的操作環境中，同時面對一個或數個不同 身分的目標，依不同情況立即決定對目標攻擊或執行目視鑑別或予以放行通過…等， 是一項時間壓力極大且心智負荷極高的戰術決策任務，因為決策錯誤可能造成誤擊事 件(攻擊不該攻擊者)、錯失目標(未攻擊該攻擊者)或遭敵擊落等。由於同一時間多重工 作的決策型態，飛行員必須依注意力分配及時間分配的方式來分別運作，故決策時間 相對縮短。 (七)可預期性低：空中戰場狀況依自然環境、敵情威脅及我軍態勢…等因素而千變萬化， 缺乏明確條理可作早期預測。即使已事先作好各種可能情況之規劃，但往往必須在空 中依臨機狀況作立即性之決策與修正(Endsley)，因而戰術決策之好壞亦因缺乏共通標

準而難以評估。

二、戰鬥機飛行員的任務與戰術決策：

戰鬥機飛行員於執行任務時之一般流程概述如下：

(一)任務區待命：飛行員典型的戰鬥任務可概分為攻擊性制空任務(OCA, Offensive Counter Air)及防禦性制空任務(DCA, Defensive Counter Air)二種，攻擊性制空任務係由我軍主 動發起對敵境內某特定目標實施攻擊之整體作戰行動，防禦性制空任務則是指在我領 空保持待命、警戒以防敵人空中攻擊之各種任務，二者在意義與執行概念上略有不 同，但均有其指定之攻擊目標區或待命區域，戰鬥機在到達此一區域且尚未開始接戰 行動前，飛行員處於警戒狀態，他必須妥善運用飛機裝備、目視搜索及地面管制官或 友機所提供之輔助資訊對周遭環境作全面性搜索與偵測，並依可能遭遇之敵情威脅， 在心中複習各種可能發生之狀況並預擬行動方案，例如，假設敵機由北面空域以橫間 隔約 10 浬的水平分裂方式進入空域，我機應以何種隊形接戰；假設僚機在此時發生 飛機重大故障，鄰近可選用之緊急備降場為何…。 (二)偵獲目標：飛行員使用飛機雷達或雷達預警器，早期偵知空中目標或掌握敵對我鎖定 狀態；同時，亦可配合地面雷達站的攔管官所提供之空情資料(Air Picture)，建立飛行 員對戰場之情境察覺。 (三)進行攔截：當飛行員偵獲目標時，均先將其定位為不明機，依任務性質決定接戰時機， 在避免誤擊且須防敵攻擊之情況下，一般為先對其採取攔截行動，其後再依目標機之 反應動作或識別結果，決定後續攻擊行動。此一階段係飛行員心理上之等待期，其攔 截行動目標有二，一為必須能預留後續攻擊之機會，二為同時保有對不明機執行目識 辨證之可能，而對敵機攻擊及對不明機執行目識辨證之飛行路徑迴然不同，若能愈早

即可儘速修正至最佳戰術行動軌跡，在此之前，飛行員係於心中備妥不同因應對策， 俾能依識別結果作出最接近立即之反應(Amalberti and Deblon, 1992)。

(四)敵友識別：敵友識別為空軍接戰行動中極為重要的一環。由於誤擊事件對個人及團體 均可能造成信心與戰力的極大傷害與影響(US.OTA, 1993)，故飛行員所有接戰行動都 必須以敵友識別為第一行動要項。敵友識別可藉由地面攔管官之輔助資訊予以確認， 或使用飛機空用敵友識別詢答器來加以互證。然而，各種手段均有其限制因素，地面 資訊可能不完整或無法提供支援，空用裝備有其必要之時間延遲或系統作用失效等， 各種因素所造成之電子識別失效均將迫使飛行員採取目識辨證作法，此一方式由於須 抑制自身視距外武器之性能優勢並長時間暴露於可能遭敵偽冒攻擊之危險中，故屬於 風險極高且心理壓力極大之任務型態，相對亦易因飛行員心理取向偏差而造成誤判與 誤擊事件，例如，飛行員於偵獲目標初期即因過度壓力而認定此目標為敵機，則後續 行動在缺乏具體、明確徵候足以證明此一目標為友機時，通常飛行員會優先將其歸類 為敵機，1995 年的聯合國直昇機誤擊事件即是實例。 (五)攻擊或掩護：在目標機敵友身份確證後，立即據以執行最佳攻擊或掩護行動。此時， 飛行員之注意力將局部轉移至以所攻擊或掩護之目標為中心，以其為現階段決策之重 要參據；由於同時監控多種資訊的多重任務將大量耗費注意力資源(Tsang, Wickens, 1988)，而且，當遭遇危險情況時，人們對其他周邊資訊的注意力將會相對降低 (Bacon,1974;Weltman, Smith and Egstrom,1971;Fracker,1989)，因此，飛行員在此一階 段的接戰時間愈長，則整體情境察覺將相對下降，而後續決策錯誤之機會亦將相對提 高。

三、戰鬥機飛行員的輔助資訊建立模式

敵我狀態保持高度警覺，並隨時做出快速回應，這些任務的完成，除了平日的訓練外，更 需要依頼各種地對空或空對空的資訊輔助系統，以隨時提供最近的地理、氣候、敵機等資 訊，以協助飛行員順利完成任務。每一飛行任務的資訊輔助系統包括下列各項： (一)飛行前任務提示：所有戰鬥機飛行員的每次作戰任務，均以長時間的任務準備與詳盡 的任務提示為開端。任務提示的內容主要是由任務領隊說明本次任務的流程、目的、 預期威脅、將採取的戰術作為以及各種突發狀況之應變作法等。此種作法屬於輔助資 訊的前饋(Pre-feed)，係於任務前就先將所有可能發生的事件預作提示與模擬，俾供全 體組員建立適當的心智模型，有利空中各種狀況之處置與因應；研究(Dreyfus, 1981; Endsley, 1995; Klein, Calderwood, and Clinton-Cirocco, 1986)顯示，人們在現實生活中， 經常使用記憶內對情境之覺知及模式比對方式，對各種事物作出快速決策，飛行前之 任務提示亦屬相同著眼與考量，Endsley(1995)認為飛行環境特別需要注重事前提示， 對飛行中可能遭遇的情況預作準備；當遭遇情況與預期相符時，處理的速度會相對較 快(Jones,1977)。

(二)地面攔管官(GCI, Ground Control Intercept)報讀資料：飛行中除參考飛機本身所裝配之 各項裝備以偵知外界動態外，地面輔助資訊係飛行員建立情境察覺的重要資訊來源， 各種相關資料均將進入工作記憶，以便與後續狀況作比對分析並產生決策。Amalberti and Deblon(1992)觀察發現，飛行中決策的大部分過程，都是在蒐集足夠的資訊以便讓 飛行員確證自己的判斷是正確的；因此，飛行員對地面輔助資訊的需求程度，與戰場 威脅及壓力的強度有關(Broadbent, 1971)，在與敵機接戰過程中，距離迫近至隨時可能 遭敵攻擊時，戰場威脅與任務壓力瞬時升高，此時飛機自身的偵測裝備往往無法適時 提供足夠的資訊以掌握全般戰場情況，因此對地面攔管官所提供的輔助資訊之需求便 相對增加。攔管官報讀資料內容的正確性及時機的適切性，直接影響飛行員藉以驗證

自身情境察覺的程度，並進而影響決策的品質。 (三)飛行後任務檢討：戰鬥機飛行任務是內容多樣且多變的活動，其技巧訓練、知識增長 與經驗累積等，多半發生於飛行後之仔細分析與反覆檢討。藉由逐次檢驗、討論之方 式，飛行員將學習心得置入長期記憶中，此種進入長期記憶之資訊與經驗，對於後續 空中決策之情境比對有極為重要之影響。例如，在每次的戰術訓練或作戰任務後，任 務歸詢均一再反覆檢討並強調有關敵機在各種不同條件下之有效射程以及我機應採取 防禦措施之動作距離，此一距離雖依實際空中態勢而有變化，但概略均在 30 至 50 浬 之中等距離附近，久而久之便自然形成飛行員對此一距離之威脅感受，任何時候接戰 行動進展至此一距離附近時，便會警覺的加強搜尋威脅並採取必要措施。 影響戰鬥機飛行員戰術決策之因素 Endsley 認為對戰鬥機飛行員而言，作業績效是情境察覺(情境察覺, Situation Awareness)與決策之總合。所以，良好的情境察覺可以看作是提升績效的重要因素。在一 項針對軍事飛行失事紀錄所作的檢討中，因情境察覺而衍生的問題，已經被確認是失事的 主要肇因(Hartel, Smith and Prince, 1991)。Endsley 針對民航機部分重大失事案件所作的研 究顯示，在所有因人為疏失而造成的飛安事件中，有 88%係源自情境察覺，而不是一般所 認定的決策錯誤或飛行技術不良所致。許多學者(Jones and Endsley, 1996; Gibson, Orasanu, Villeda, Nygren, 1997)曾針對美國航空太空總署的飛安報告系統資料作分析，發現有 61% 的危險事件均與工作負荷或注意力有關，顯然喪失情境察覺應該是飛行領域中造成人因錯 誤(Human factor error)的重要因素。

建立良好的情境察覺因此是影響飛行員戰術決策的重要作業之一。依戰鬥機飛行員之 作業環境特徵及決策情境來看，良好情境察覺之建立，包括敵機數量及敵機位置(其分佈方 式、群組位置關係及與我之相對位置關係等)(Endsley，而建立良好情境察覺之根本在於周

邊資訊之完整取得，其取得方法除飛行員自身掌握之飛機裝備外，地面輔助資訊之獲得對 於戰術決策亦佔有不容忽視之地位。 研究問題 本研究主要目的在以戰鬥機飛行員的實際工作經驗與體認，分析飛行員在戰術任務中 注意力分佈情況，藉以瞭解戰術訓練是否有助於其注意力資源分配與運用。飛行員在緊迫 的時間壓力下須面對廣大的責任空域，由於注意力資源有限，若未能策略性地將空域區分 不同優先等級，可能難以運用有限資源應付突發狀況。因此，本研究提出問題如下： 問題一：在戰術環境中，飛行員的注意力資源之分配是否有一優勢策略? 在典型的戰術任務中，不論任務內容係單一任務或多重任務共同執行的型態，飛行員都必 須在座艙內、外的各種資訊間作複雜的多重操作，亦即須在同時間內兼顧飛機操作、武器 系統運用及防禦求生…等；當任務簡單、威脅性不高且時間壓力不緊迫時，這些操作都不 致造成負荷問題；然於狀況發生變化而必須採取及時的應變行動時，飛行員就必須在有限 的注意力資源中作出時間分配或資源轉移的因應。處置不當的代價往往是全般情境察覺的 遞減，並進而造成決策作業績效的降低。因此，我們提出問題如下： 問題二：飛行員所接受之戰術訓練，是否有助於雙重任務中對注意力資源之分配，因而降 低作業績效受影響程度? 由於空用裝備不足及飛行員注意力資源之限制，輔助資訊在飛行員情境察覺建立與掌 握方面扮演極為重要的角色，而且，在許多空戰戰場(例如：因任務需求而無法開啟雷達， 如採奇襲行動而抑制雷達發射時，或無法將機頭指向敵機，如我機保持定向航行操作而敵 超出有效偵測範圍時)中，地面管制官依雷達偵測情況所提供的輔助資訊係飛行員可參考的 唯一資料來源，若此輔助資訊能精確地提供正確的敵情資料，且飛行員能接收並理解資訊

內容，則可有效縮減飛行員尋獲敵機並建立情境察覺的時間，直接影響飛行員之決策作 業。但在複雜的飛行及戰鬥操作環境中，若飛行員忙於應付多重任務而無暇顧及其他資訊 之接收與掌握，則輔助資訊不僅無法形成有利因素，反而可能成為影響操作的干擾因素。 飛行員長期接收的條理化訓練，應有助於此種戰術情況之分析與運用，因此，我們提出下 列的問題與假設： 問題三：地面輔助資訊是否可幫助飛行員減輕注意力及認知資源之分配，因而得以提升作 業績效?

第二章 文獻探討 戰術任務中，戰鬥機飛行員一方面掌握友機位置、一方面分析敵機動態，在此同時， 他置身於狹小而佈滿各種顯示或控制儀表的座艙環境中，雙手控制數十項不同系統的操作 電門，雙眼須在座艙內的各顯示器、各儀表及座艙外之所有景物間作時間分配與來回交互 檢查，雙耳須在數個不同發話源中監聽並與幾個不同發話人對談但又必須同時監控系統各 種不同警告音響，在這種手腦四肢與五官並用，視覺、聽覺與感覺並行，現在與未來、觀 察與想像、敵機與友機、攻擊或掩護…等不同面向之感測、判斷與戰術均同時進行並急遽 變化的情況下，如何將萬端訊息條理化並建立對全般狀況之掌握，是飛行員後續整體戰術 決策的發源點，亦是其整體作業績效的關鍵。飛行員所處的是一個複雜而多變的動態環 境，單位時間所獲得的資訊量極為龐大，他須自行判斷並篩選有用資訊成為輸入大腦的決 策因子，這些輸入因子不僅成為標註戰場狀況的屬性資料，亦成為左右戰況發展的關鍵訊 息。飛行員對各種現象的觀察角度與思考方向，將直接影響其對全般狀況之判斷，此一判 斷將左右其戰術決策，而戰術決策的內容與品質不僅決定當時之戰況發展趨勢，亦同時決 定整體任務成果(作業績效)。 戰鬥機飛行員之任務與動態決策之關係 飛行決策往往是依外界因素的改變而隨之因應。在一般儀器飛行(Instrument Flight) 中，飛行員控制飛行操縱面及發動機轉速以建立飛機預期之姿態，並將其妥為調整至穩定 狀態，然後觀察此一操控結果是否與需求之姿態相符，若然則予保持，若否則須施予適度 修正，修正後再依前述循環再度檢查。此一操作與檢查的循環，自飛機開始起飛動作至落 地完成關車止，均持續進行不已。即使飛行員已操作飛機至一穩定狀態，外來的擾動因素 (例如順、逆風)仍將影響原有之平衡關係(例如速度變化、垂直速率改變…等)，使得飛行員 必須依飛行儀表指示之改變情況再施予操作輸入。這種飛行操作檢查程序的要領與口訣是

ETCA (E-Establish 建立狀態，T-trim 精調狀態，C-Crosscheck 交互檢查各項儀表指示， A-Adjust 視需要調整修正)。由此等操作檢查的要領，可充分感受飛行員本身與操作系統以 及所處環境之間互相關聯與交互影響的連動作用。而由於飛行員本身也完全處於操作輸入 與操作結果的循環中，所以，本次操作輸入的依據是前次操作輸入的結果，而本次輸入操 作的結果亦將成為下次操作輸入的依據。這種現象即屬於動態決策的特徵。 動態決策是一種與決策環境有密切關係且受其嚴格限制的即時決策(Edward, 1962)。在 現實生活中，人們所須面對的決策問題，很少有能夠一次定案、徹底解決的，常常是在資 訊不足情況下，依局部條件作出決策，然後觀察決策結果所造成的環境因素改變，得到回 饋資訊，然後再依據此一回饋資訊修正行動方案、作出下一次的決策。這種前後決策間交 互影響的循環作用，即是動態決策。所以稱為動態決策，主要在於事件的前因後果，往往 無法作出明確的分割與定義。 有關動態決策之研究，最早係由 Edward (1962) 與 Toda (1962) 所提出，其後更由 Rapoport (1966a;1966b; 1967) 與 Elbert (1972) 進行實驗研究。不過由於當時缺乏符合動態 研究所需之案例設計工具(Brehmer, 1990)，使得當時的研究成果相當有限。 Edward(1962)在提出動態決策的定義與內涵時，列出了動態決策的三大特徵： 一、決策者必須要依環境因素作出一連串的決策，以便能在持續變動的環境中，隨時對不 同環境作出最佳回應。 二、決策者的每一個決策都會造成系統狀態之改變，此一狀態改變會成為直接影響下一次 決策的新參數，此種循環式的因果關係，稱為循環式因果律(Circular causality)。 三、動態系統是一種開放的、自變的系統，它不僅依決策者的決策而改變，隨時間變化的 各項外部因素或環境亦同時對系統產生循環作用。

在變化不定的環境中，決策的品質有賴決策者對動態環境的整體掌握，此決策環境的 認識與了解稱為情境察覺(Situation Awareness)。

Gonzalez(2005)以 Pittsburgh 附近大學的 51 位學生(31 位女性、20 位男性)為受測樣本， 分配至慢速、快速及雙重負荷組等三種組別，於練習階段開始前，所有人員均完成 Raven 標準量度測試以決定其智力等級，然後實施連續三天的練習與實驗；實驗的內容係以淨水 廠任務為基礎(Gonzalez, Lerch, and Lebiere,2003)，模擬由一連串水管連接水箱構成的淨水 設施；最多可同時啟動 5 個水箱，受試者須選擇開啟或關閉那一個幫浦，以便能在時限內 將 1080 加侖水泵入一系列的水箱內。績效評估方式係以實驗終了在系統中所剩餘之水量 為依據，最佳情況為 0，在未採取任何行動下的最差情況為 1080 加侖水。剩餘水量再經轉 換為總水量的百分比以便建立由 0%到 100%的評分範圍。雙重負荷組除上述工作外，尚須 執行二項額外工作：系統監控及通信。此二種工作是美國航空暨太空總署(NASA)的 Comstock 及 Arnegard(1992)所發展的 Multi-Attribute Task Battery：受試者的作業是監控 2 個警告燈及 4 個垂直分布的儀表，收聽無線電通信並須對自己的呼號作出正確回應；績效 評量的標準是正確回應率及回應時間。實驗結果顯示任務內容及智力測驗成績均分別對績 效呈現顯著之效益。雖然 Gonzalez(2005)認為本實驗僅使用一項智力評量及一種動態決策 作業任務，對其實驗結果可能有某種限制，但我們仍可據此推論，心智能力或起始的情境 察覺狀態，應可對動態決策之作業績效造成影響。

Douglas A.Wiegmann and Juliana Goh(2002)以動態模擬方式讓飛行員在保持目視飛航 的長途飛行中，依不同時間遭遇儀器天氣情況，觀察飛行員之反應與處置、記錄其進入儀 器天氣至下達改變航行計畫決心之飛行時間與距離，並藉由任務後問卷方式，分析其對天 氣評估之準確度，最後將所有數據綜合分析以取得狀況評估及飛行經驗對於飛行員決心轉 降外場的決策過程之影響情況；他們以 Illinois 州不同資格經驗的私人飛行員 36 人(男性

35 員、女性 1 員)為樣本，區分為短時組和長時組，每組均為 18 人，使用 Frasca 飛行模擬 器，仿真 cessna172 系統實施長途飛行；任務前，所有受試者均受到完整任務提示及有效 期為 24 小時之天氣預報資料，任務中均攜帶完整的飛行資料，並瞭解周邊備降場位置。 在每人實施二次的任務中，第一次為訓練任務，藉以熟悉模擬機操作，第二次為真實任務， 途中實施遭遇天氣惡化時之處置與觀察；短時組在起飛後約 30 浬遭遇天氣惡化(降至 2 哩 / 1500 呎)，長時組在距離目的地前 30 浬遭遇天氣惡化(降至 2 哩 / 1500 呎)。實驗結果顯示， 飛行經驗愈少，下達變更計畫時機愈晚，飛入儀器氣象狀況(IMC, Instrument Meteorology Condition)之時間愈長且距離愈遠。Douglas A.Wiegmann and Juliana Goh 的資料顯示，錯誤 的狀況評估及飛行經驗，才是由目視飛行規則(VFR, Visual Flight Rule)進入儀器氣象狀況 (IMC, Instrument Meteorology Condition)飛行的主要成因，改進飛行員的天氣狀況評估能力 將有助於飛行中對天氣突變情況之處置決心下達。 我們由此可知，在動態決策情境中，決策者的心智能力及其對情境察覺的掌握程度與 狀態評估，對全般決策績效亦具有舉足輕重之影響。 影響情境察覺(Situation Awareness)理論的相關因素 所謂情境察覺的意義，除了要能夠知道許多片段的資訊，更要能夠進一步掌握全般情 況及瞭解未來趨勢(Endsley, 1995)。所以，良好的情境察覺係指不僅要知道表象，更要瞭 解其背後所隱涵的真正意義；研究發現，決策專家會先將狀況加以分類、深入瞭解，然後 立即選擇行動方案(Klein,1989b; Klein, Calderwood, and Clinton-Cirocco,1986; Lipshitz, 1987; Noble, Boehm-Davis, and Grosz, 1987; Sweller,1988)。Endsley(1995)則進一步假設，對戰鬥 機飛行員而言，作業績效乃是情境察覺與決策的組合，好的情境察覺可以看作是有可能提 升績效的因素，但不見得一定有必要關聯；她所提出的情境察覺理論(Situation

員的注意力及工作記憶被認為是限制操作者辨識及解讀外來資訊以建立情境察覺的主要 關鍵因素；而飛行員記憶中所擁有的心智模型及目的導向的行為，則被視為是可用以克服 這些限制的重要機制。

人們必須妥善分配有限的注意力與工作記憶等資源(Tsang and Wickens ,1988)，方能滿 足情境察覺的三個階段心智活動所需。每個人建立情境察覺的能力是他資訊處理能力的函 數，與個人能力、經驗以及訓練有關。但情境察覺並不包含個人的全部知識，而是指與動 態環境有關的那一部分而已，完整的準則、規定、程序、檢查卡…等類似的事物，雖然也 都與決策過程有關，但都只能算是靜態知識來源而不在情境察覺的定義範圍內。即使是受 過最嚴格訓練的決策者，在情境察覺資訊不正確或不完整情況下，仍然可能作出錯誤的決 策，反之，具有完美情境察覺的人，也可能作出錯誤的決策(由於缺乏正確程序的訓練或戰 術錯誤等)或表現出不佳的績效(因為能力無法執行必要的行動)。1988 年 7 月 3 日，美國巡 洋艦 Vincennes 號，因為對於接近飛機的資訊不全(誤判敵友識別器信號及欠缺高度改變的 直接資訊等)及多重任務壓力(當時該艦正忙於處置伊朗砲艇騷擾事件)導致錯誤判斷，將阿 巴斯港機場起飛往阿拉伯聯合大公國的伊朗 655 次班機擊落，造成嚴重誤擊事件並導致全 機 290 人全部喪生。調查資料(Llein,1989a)顯示，此一事件的肇因在於決策者所建立的情 境察覺不正確(將來機誤認為敵機)，而不是所作的決策錯誤；所以，我們由此一事件可以 理解，情境察覺可以直接影響決策作業的結果。

Endsley(1987b, 1987)所提出的情境察覺理論(Situation Awareness)，將情境察覺定義 為：在特定時間與空間下，對環境周遭事物的觀察、理解以及其短時間內可能發展的趨勢 掌握；其中包含三個層級：

-第一層(Level 1)：係指對周遭環境的觀察

-第三層(Level 3)：係指對未來發展的預測 以戰鬥機飛行員而言，這三層級情境察覺構成要素，分別為： -第一層(Level 1)：本機及其他飛機的位置、高度、航向，接戰的目標，偵測目標，系統狀 態，地面威脅之位置及其他障礙等。 -第二層(Level 2)：任務時間及狀態，系統功能降級之影響，剩餘油量之可飛距離與時間， 威脅源(敵機)之戰術情況(攻勢/守勢/等勢)等。 -第三層(Level 3)：預判的飛機戰術與動作，射擊位置及預計時間等。 注意力分配。 很多飛行員報告指出，在近戰階段，他們只關切敵機在那裏，但常發生的 錯誤是，雖然他們能夠成功地避開敵人的飛彈，卻不幸操作飛機撞地而喪生(Kuipers, Kappers, Van Holten, Van Bergen, and Oosterveld,1989; Mc Carthy,1988)。顯然，飛行員除了 要注意敵機以外，至少還必須知道他們仍維持在一定的安全高度以上，換言之，飛行員在 執行戰鬥任務的任一時刻都必須花費一部分的注意力在周遭相關事物上，以儘可能保持情 境察覺的完整與正確。

研究發現(Bettman and Kakkar, 1977; Herstein,1981; Sundstrom, 1987; Tversky and Kahneman, 1981)情境中的線索會誘導心智模型的建立，並且產生對解決問題策略的選擇。 因此，問題呈現的方式不同，問題被解決的方式即可能不同(Bettman and Kakkar,1977; Herstein,1981; Sundstrom,1987; Tversky and Kahneman,1981)。對此現象的解釋之一為當眾 人對問題的不同取樣角度，會引發不同的資訊整合(狀況理解)，並進而建構出不同的解決 問題的心智模型。所以，決策策略的選擇，不僅受到資訊細節的影響(第一階段情境察覺)， 而且受到各種資訊組合方式的左右。

期記憶是建構情境察覺基礎的要件。同時觀察多項元件的能力，則是情境察覺建立時的最 主要限制。從觀察與覺知的作用原理來看，決定將何者納為其第一層級的情境察覺時，人 們是採取主動的參與者，可依長期及工作記憶來作出注意力轉移與分配。由於注意力總量 有限，所以若對某些因素的注意力付出較多，就表示對其他部分的情境察覺會在到達限制 時迅速滑落，而這一現象在複雜系統中發生的速度將會是超乎想像的快。Fracker(1989)研 究飛行員的情境察覺，發現飛行員執行任務時，僅有少部分的注意力用在對環境因素的監 控。 戰鬥機飛行員的決策環境。 依作業特性來看，快速、多變及難以預期是戰鬥機面臨戰術 任務時的共通特性。當飛行員處於這種須同時兼顧多項戰術情況(敵機與我之相關位置、地 面防空砲火涵蓋範圍、各種無線電通信、座艙內各種偵測與警告、飛機操作、武器發射、 搜索新增敵機……)又必須保持生存的戰場環境時，常見的策略就是將注意力集中於與地面 管制官或友機合作，依敵機進襲方向及對我產生之威脅等級，建立不同危險程度之警戒區 域，使任務空域後方成為友軍部署的利我空域(Green Sector)，藉此保持空域前緣為敵機所 在之單一威脅源，然後依可能出現的敵機之武器性能，規劃必須開始反應或立即防禦的距 離，並且在心中預先複習到達各個距離點時之動作要領，以便能在發現敵蹤時，第一時間 便作出正確而適當之處置。 Kuipers et al.(1989)研究飛機在操控下撞地失事的事件原因時，發現有 56%是由於忽略 儀表檢查，有 28%是因為過度專注於敵機。所以，飛行員將注意力專注於少部分的事物， 常常導致情境察覺喪失及致命的後果。這種後果不僅僅是個人生命瀕危，有時甚至危及隊 友或其他盟友的安全，例如發生於 1994 年的黑鷹直昇機誤擊事件就是極為明顯的案例， 當時二架美國空軍的 F-15 奉命在伊拉克北方之禁航區實施空中戰鬥巡邏(CAP, Combat Air Patrol)，二架美國陸軍黑鷹直昇機搭載聯合國代表團由該空域通過，由於通報作業不週全，

使得戰鬥機飛行員於初始狀態即已認定其為入侵的敵機，此一情境察覺狀態一旦形成後， 飛行員大部分的注意力多集中在尋求關鍵訊息用以複證心中認定之情境，其後所有通聯、 辨證或目視查證動作等，都變成是驗證情境察覺的動作，與此無關的訊息極為容易受到排 擠而不納入工作記憶中，後果是雖然在許多事證都足以說明此二架直昇機的情況下，F-15 機飛行員仍然相信他們有足夠的理由確證它們是敵機而予以擊落。

訓練及先備知識。 Damos and Wickens(1980)發現，人對注意力的分配是可以訓練的。如 果對於某些資訊的特性、形式及位置具有深入了解，將可以加速人對該資訊的察覺(Barber and Folkard,1972; Biederman, Mezzanotte, Rabinowitz, Francolin, and Plude,1981; Davis, Kramer, and Graham,1983; Humphreys,1981; Palmer,1975; Posner, Nissen, and Ogden,1978)， 也就是說，一個人對特定資訊的事前概念或期待，會影響他對該資訊感知的速度及精確 度，因此，重複發生的事件，容易使人們產生預期心理。有時在同樣的事件才剛出現早期 徵兆時，人們即已完成對應的處置。此種現象的優點是凡事有準備並能加快反應速度，而 其缺點則在於若事件發生時，其初期徵兆與預期情況相符而後續發展卻與原想法大異其趣 時，則可能已經發起的反應動作不僅完全無法解決問題，甚而可能造成負面效益。飛行任 務一般均著重事前提示，對飛行中所有可能遭遇的情況預作準備，當情況與預期相符時， 處理的速度因此會較快 (Jones,1977)。且若提示中所研討的預期場景愈多，則空中愈不容 易發生突發狀況。 在將資料分類為預知情況或依察覺程序作接近立即反應之心智活動時，長期記憶的內 容扮演了極為重要的角色(Hinsley et al.,1977)。已知的資訊會形成第一層級的情境察覺，並 且提供基礎藉以發展更高階的情境察覺。Wickens 指出，預測未來狀況對人的工作記憶造 成重大負荷，因為對現況之覺知、預測未來發展並且找出過去的適用法則及可用於未來的 行動方案都需耗費短期工作記憶的資源。所以，工作記憶是情境察覺發展的主要瓶頸

(Fracker)。對照戰鬥機飛行員的決策環境可以發現，飛行提示中的各種預想場景與對敵反 應的各種戰術原則，其實都是對該次任務中的各種可能狀況作出預測與推估，並且將長期 記憶中的適應原則提早複習備用。飛行領隊在任務提示中，除了會說明戰場環境、可能遭 遇之敵機及戰術運用之原則外，同時亦將依預期遭遇之敵機型別、性能與武器掛載能力， 提示重要的防禦動作參考距離，例如：「敵機可能攜掛主動導引型視距外飛彈，於距離近 過 40 浬時開始準備實施遠射程防禦動作，到達 20 浬時須暫時脫離(Pump)，到達 15 浬時 須立即脫離(Abort)，以免受敵攻擊。」此類提示在每次戰術任務中耳提面命，形成基本習 慣，使得飛行員在戰術任務中，這些知識經常會自動的出現在他的意識中，當發現情況符 合這些條件時，即可在最短時間內引發記憶中對應的反應作出正確處置以完成對敵之防 禦。 壓力。 研究指出，人們在遭受壓力時，傾向於縮小注意力範圍，將注意力集中在某些特 定方位(Bacon,1974; Baddeley,1972; Bartlett,1943;Callaway and Dembo,1958; Davis,1948; Eysenck, 1982; Hockey,1970)。研究發現(Bacon,1974; Weltman, Smith, and Egstrom,1971)， 在遭遇到危險情況時，人們分配給周邊資訊的注意力會降低，例如，Broadbent(1971)發現， 在受壓力情況下，人對可能的資訊來源之需求量有明顯增加的趨勢，投注在這方面的注意 力因此大幅上升，Sheridan(1981)把這種現象稱為覺知上的孔狀視野(Cognitive Tunnel Vision)。因此，在壓力的情況下，人極可能未檢驗所有可行方案便過早作出決定(Janis,1982; Keinan, 1987; Keinan and Friedland,1987)，這其中包括了考量的資訊較少(Janis,1982; Wright, 1974)以及較注重負面訊息(Wright,1974)；具有多重資訊輸入來源特性的複雜任務，在面對 壓力時所受的負面影響將特別明顯(Broadbent,1954; Jerison,1957,1959)。為了避免戰場壓力 對戰場的情境察覺產生影響，飛行員適切地分配注意力與工作記憶的資源，將空中任務的 執行方式與內容均予排定優先順序等級，可使得任務執行較為順暢並不致因情境察覺紊亂

而衍生不當決策之後果。

在飛行任務中，由於飛機本身之偵測裝備能力與涵蓋範圍均有限，飛行員常常須藉由 地面管制官(GCI, Ground Control Intercept)所提供之輔助資訊來建立情境察覺，在戰鬥任務 中，除了對現場環境的偵測與因應外，還需不斷注意來自地面的輔助資訊，對飛行員而言， 形成多重作業的要求，地面輔助資訊的成本與效益因此需加以評估。Starter and Schroeder (2001) 在 Illinois 州大學航空學院徵求具有 FAA 認證的商業飛行員 27 人(其中男性 19 人、 女性 8 人)，藉由飛行中遭遇結冰的危險情況來檢驗決策支援系統(DSS, Decision Support System)之輔助程度，結果發現，當輔助資訊內容正確時，飛機發生失速之比例為 18.08%， 當資訊內容不正確時則飛機發生失速之比例增加為 88.89%。由此可知，當決策支援系統提 供正確資訊時，確有助於飛行員早期發現錯誤並予改正，但若系統提供的訊息不正確，則 其相對造成的負面誤導則更形嚴重。 戰鬥機飛行員的多重作業環境與注意力分配的關係 許多認知的理論均指向同一項假設，那就是人處理問題的認知資源總量是有限的。在 面對雙重任務甚或多重任務時，時間分享或注意力資源的分配就顯得非常重要，如果資源 分配不當或需求的資源總量超出認知負荷量時，作業績效就會明顯降低。依前面探討所提 及的戰鬥機飛行員的決策作業環境，其所面臨的問題與任務通常都是多重的，天氣、地形、 儀表、姿態、通話、雷達、預警系統、友機、敵機、地面威脅……，任務飽和與時間壓力 雙重作用下，各種任務的優先順序與等級均持續變化，如何能妥善分配注意力資源以確保 決策作業績效，便成為飛行員必須思考的重要課題。 早期的結構理論認為人的時間分配的限制，來自人類認知系統的瓶頸(Broadbent, 1958; Deutsch and Deutsch,1963)，後來有關認知容量的理論將認知限制歸因於可用以滿足任務的 一般注意力資源之可用度不足(Kahneman, 1973; Moray, 1967)，多重認知資源理論則主張，

針對不同型態的任務人將會使用不同類型的特定資源(Friedman and Polson, 1981;

Kinsbourne and Hicks, 1998; Navon and Gopher, 1979; Sanders,1979; Wickens,1979,1980)。例 如：飛行員在收聽地面管制官以無線電傳送輔助資訊時操作發射飛彈，係使用二種不同的 資源，其相互干擾因素極低，但若他必須在收聽無線電的輔助資訊同時收聽僚機以無線電 所作的接戰情況回報，則二者將在使用相同資源情況下發生干擾而使得效益降低，亦即， 未能接收輔助資訊，或者，僚機的接戰報告遭到忽略。 探討人的資源有限性的方法，主要是以雙重作業或多重作業的方式，與在同時面對兩 種以上的任務要求時，人的表現是否會因此受干擾，亦即，人是否能在雙重或多重作業中 有效的進行時間分享(Time-sharing)。時間分享的作業績效有二種不同方式，一為時間分享 效率，另一為資源分配的最適性。時間分享效率是指同時進行雙重任務的干擾程度大小， 資源分配則是指在同一時間中，依任務需求衝突而折衷改變自己對任務績效的要求。在雙 重任務架構中(Ogden, Levine and Eisner,1979; Rolfe,1971)，資源分配的最適性是指主任務績 效在次級任務出現時，所展現出來的穩定度(Kahneman,1973)，然由於主任務消耗了大多數 的認知資源，新增的次級任可用的資源可能不足，因而造成次級任務績效之降低(Wickens, Tsang and Pirece,1985)。這種主任務與次級任務間的資源分配此消彼長的限制，是建立在 二者共享同一資源且資源有限的前提下，多重資源理論則假設並非所有的資源都可互相交 換；在此情況下，雙重作業中主任務績效受次任務干擾的原因，可能在於資源分配未達最 適化或資源無法分享，前者屬於人的策略技巧性的問題，而後者則屬於認知或任務結構限 制的問題。Tsang 及 Wickens 的研究即藉由操弄時間分享任務的結構本質，用以檢驗任務 之結構限制對時間分配之影響。

Tsang and Wickens 將 20 位慣用右手的男性大學生，分為有策略指導及無策略指導二 組；實驗中使用了雙重任務的技巧，將困難度隨著時間而變化的監控任務追蹤作業作為主

任務，主要或次要任務的內容為追蹤作業或短期記憶作業，任務結構分析是依照 Wickens 的結構式資源模型為基礎，在此一模型中，資源係以三種向度來加以定義： ‧ 處理階段(知覺的/中央的 vs 回應式處理程序)：係指對外來剌激的處理模式之不 同，前者須經大腦內部資源的邏輯思考與推理分析，後者則屬無須大量思考或注 意力的直覺式回應，二者耗用認知資源的程度不同。 ‧ 處理程序之編碼(空間的 vs 語音的處理程序)：係指外來剌激的屬性類別不同，前 者屬於立體空間的分佈，後者則係語音感官的變化，二者所使用的認知資源類別 有所不同。 ‧ 輸入及輸出型式(視覺的 vs 音頻的輸入；手動 vs 語音輸入)：係指受試者接受剌激 與操作反應的方式不同，通常，視覺屬於較為複雜的資訊處理，語音則屬於較為 單純的資訊處理。 雖然追蹤的主任務似乎需要錯誤信號的視覺分析，但是，研究顯示它需要大量的資源 以滿足處理階段的持續性類比控制(Israel, Chesney, Wickens and Donchin, 1980)。相反的， 短期記憶任務僅需要極少量的反應處理程序，它的需求主要局限在中央處理階段。 追蹤任務和記憶性任務的第二項差異係在於他們處理程序的編碼方式，追蹤任務所需 的是空間—類比式的處理，而記憶性任務所需的則是語音式處理。因此，記憶—追蹤的作 業配對實驗係使用不同的處理階段與編碼，而追蹤—追蹤作業配對就必須競爭使用相同的 資源。研究中，輸入/輸出形式的差異性需求，也藉著 2 ( 2 種輸入，視覺或音頻 ) × 2 ( 2 種輸出，手動或語音)等 4 個情境來加以操弄。 多重資源理論預期，時間分享的效率在結構互異之作業配對中會較結構相近的作業配 對為優。因為，當任務所使用的是個別不同的資源時，潛存可用的資源較多，且各任務間

相互干擾的情況也應該會比較少。在此情況下，追蹤—音頻 / 語音—記憶的任務配對應該 是效率最高的組別。所以，Tsang and Wickens 預期在雙重追蹤任務中所須運用的資源分配 比起輸入/輸出型式完全不同的記憶—追蹤作業配對要高出很多，而有部分資源重疊的記 憶—追蹤作業配對則應該會落在這二者之間。此外，他們也預測只有在那些運用到至少有 一部分共同資源的追蹤任務，才有可能實施策略性資源訓練。

Tsang and Wickens 在雙重任務實驗結束後，要求未接受策略指導的受測人描述他們所 使用的資源分配策略。結果發現二種典型的策略： 1. 那些能夠成功地將主任務平均誤差保持在標準程度的人，均表示以主任務警告信號及 追蹤顯示來評量他們的主任務績效。當他們的主任務誤差量超出自己預設的可接受範 圍時，這些受試者會立即將較多的注意力集中在主任務上，而不會去計較次級任務的 績效。顯示受試者所運用的是一種預設優先等級的策略：在可能的情況下，儘量保持 對雙重任務的監控，但當困難度增加時，則其處置方式則較接近單一事件的處理程序。 2. 較不成功的受試者則表示未採取特定策略，而且他們認為主任務警告信號會令人分心。 這個實驗也發現，在實驗前對受試者所作的策略性指導只在追蹤—追蹤作業配對的情 況有效，顯示運用策略作業以進行時間分享有其限制：其二，多重資源的概念帶來二種通 常一起發生的現象： 1. 使用不同資源的任務，方可以有時間分享可能，也才可以藉訓練加以改善技巧性缺失； 不同的認知資源，方有可能進行認知資源的分配。 2. 使用相同認知資源的作業具有無法藉指導加以改善的結構式限制，研究中發現，次級 任務的作業績效會在主任務困難度增加時降低，顯示受試者會將注意力資源自次級任 務上挪移以支援主任務上加重的困難度；而且，此種策略的有效性，顯然與結構重疊

的分量有直接關聯。

由 Tsang and Wickens 的研究可知，人的時間分享的效率會隨著時間分享任務間的資 源共同程度增加而減低；在另一方面，人的資源分配的程度可能隨著資源共同程度增加而 增加。而在資源共享的範圍內，動態調整分配資源的技巧是可以經由訓練予以提升的。在 戰鬥機飛行員的飛行環境中，諸多操作係使用共同資源，但也有些是資源互異的，有效的 管理與運用技巧將可有效分配資源、降低任務衝突性，例如：多個不同對象的無線電監控 及回答等語音任務屬相同資源，可依序列式排列的方式執行；無線電通話與雙手控制飛機 操作或各種電門屬不同資源，可同時執行。 戰鬥飛行任務中的預期心理與注意力的缺失

「視若無睹、充耳未聞」似乎是人極為常見的現象，Most and Scholl ( 2005)研究發現， 人們通常只看見自己想看的東西而對其他不感興趣的部分自動排除。所以，忽略性盲點 (Inattentional Blindness)是常見但又非常令當事人感到意外與衝擊的現象。

人們在受到需要投入大量注意力的事物困擾時，常常會發生對眼前事物視若無睹的現 象(Mack and Rock, 1998)。1977 年 3 月 27 日發生於 Tenerife 機場的史上最大空難就是一個 非常明顯的例子。當時，二架巨大的波音 747 型客機都在跑道上逆向滑行，準備至起飛端 起飛，在前面的荷航機長應該在跑道盡頭調轉回頭並等到在後位的泛美航空經由滑行道脫 離跑道後再行起飛；但由於前面一連串的不順利加上天候惡化，深恐來不及起飛引發更多 困擾情況下，荷航機師在未獲起飛指示且塔台一再提醒〝等待起飛許可〞的情況下，提早 加油門滾行並於濃霧中撞上泛美航空的飛機，造成 583 人喪生的不幸事件；Haines(1991) 執行一項配備抬頭顯示器的模擬機飛行測試時發現一項值得探究的事實。亦即，一般人認 為抬頭顯示器能使飛行員同時看到飛行儀表及外界景物，故應能減少犯錯的機會；但是， 卻有許多飛行員竟然企圖在跑道上明顯停有其他飛機時操作落地。在事後詢問這些飛行員

時，他們都說完全沒有發現跑道上有任何障礙物。從他們的陳述以及實際行動來看，他們 雖然眼睛一直對著它看，但是根本就沒有發現那架龐大的飛機。所以，人的感官(如視覺、 聽覺等)若未佐以注意力，則不具有偵測外在世界事物的能力。 研究注意力或認知問題時，有二種方式：事物的特性與本質如何對人們的注意力造成 影響(Attention Capture)，這是一種下(外)到上(內)(bottom-up)的認知程序。而觀察者自發控 制的處理程序如何影響他所注意的事物，則是一種由上(內)到下(外)(top-down)的程序。所 以，人們意識中所可能觀察到的非預期事物，與他們心中預設的狀態情況有關。對這類問 題的研究，常見的有二大派主流意見：內隱式的注意力攫取及外顯式的注意力攫取；所謂 注意力攫取，係指新事物在人們未加判斷、思考的情況下，立即吸引其注意力，這種注意 力轉換的動作，被稱為反射、不自覺或自發性。 內隱式的注意力攫取。 許多隱然影響注意力的事物，並不見得會在意識上有任何主觀的 覺知經驗。實驗證明，許多事物會在人們未意識到的情況下已影響到其反應時間(Mc Cormick , 1997; Yantis,1993; Posner,1980)。新事物在不一定會改變人們覺知的情況下產生 對作業績效的影響，這種情況稱為內隱式的注意力攫取。相反的，外在事物意識上的經驗 的，則屬於外顯式的注意力攫取。這樣的現象顯示人對外界事物的注意力配置是有強弱之 分的。注意力分配較多的事物有機會浮現在人的意識層次中；注意力分配較少的事物則可 能不會出現在當事人的意識經驗中。因此而來的兩個與注意力相關的研究議題為注意力攫 取及忽略性盲點。 注意力攫取(Attention Capture)。 指外界事物的某些特徵比較容易吸引人的注意力，亦 即，注意力是會被牽引的，如當潛在危險或與己相關的動作正在進行時，人們會立刻將 注意力轉移其上。 忽略性盲點(Inattentional Blindness)。 指人會對某些外界事物視若無睹，人們面對挑戰