远程塔台管制员疲劳的演变：来自眼动追踪分析的证据

为何“看眼睛”能让飞行更安全

现代空中交通越来越多地由远离跑道、布满屏幕的远程房间而非玻璃墙塔台来指挥。在这些没有窗户的指挥中心中，保持管制员的警觉性与保持飞机分离同样重要。本研究提出了一个简单但关键的问题：随着远程塔台管制员在一个班次中逐渐疲劳，这种疲惫如何悄然在他们的眼睛中显现——这些细微变化能否被用作疲劳的早期预警？

远程塔台与管制员所承受的隐性负荷

远程塔台作业让一个指挥中心通过高清影像和数字工具而非直接透过窗外视野来监控机场交通。这种布置提高了灵活性并降低了成本，但也意味着管制员长时间盯着明亮且信息密集的屏幕。这样高度集中的视觉注意会逐步侵蚀警觉性，放慢反应并模糊判断。然而，用于追踪管制员疲劳的技术并未随着远程塔台的快速部署而同步发展。为弥补这一差距，作者把注意力集中在最直接但出人意料地富含信息的通道：眼睛。

研究如何追踪每一次凝视与眨眼

研究者招募了13名空中交通管制实习生，并将他们置于一个高保真远程塔台模拟器中，模拟一个繁忙的单跑道机场。每位参与者在两种状态下各执行同一30分钟的交通情景一次：一次是在早晨精力充沛时，另一次是在工作一整天后自觉明显更疲劳时。参与者在引导飞机着陆、滑行和起飞的同时，一台可穿戴眼动仪以每秒60次的频率记录眼球运动。从这些记录中，研究团队提取了八项关键特征，包括眼球在注视点间跳动的速度、注视与眨眼的时长、每分钟的注视次数、扫视次数与眨眼次数，以及瞳孔大小等。

随时间跟踪疲劳的动态展开

作者并非仅仅比较“前后”快照，而是关注疲劳如何逐分钟展开。他们在一分钟窗口内对每个眼动特征取平均值，并采用一种称为广义加性混合模型的灵活统计方法。这种方法使他们能够绘制平滑曲线，显示每项眼动测量在半小时任务中的变化情况，分别对应清醒和疲劳两种运行状态，同时也考虑到个体差异。结果呈现出疲劳的时间推移图：不仅说明疲劳的管制员是否与休息良好者不同，还展示这些差异在实际工作过程中如何增长、缩小或波动。

疲惫眼睛揭示过度负荷的大脑状况

出现的模式令人瞩目。在疲劳状态下，管制员眼球跳动的平均速度更高，并且随着任务推进稳步上升——这暗示着随着疲倦加深，呈现出更不安定的扫描风格。与此同时，他们的注视和扫视总体减少，而眨眼次数增多且持续时间更长。这些变化指向视觉采样效率下降以及更频繁的短暂离开屏幕。瞳孔大小则讲述了互补的故事：在清醒的会话中，瞳孔随任务时间慢慢放大，符合持续投入的状态；而在疲劳时，瞳孔起始较小并不断缩小，表明唤醒程度下降。其中一些眼动指标还呈现与交通流量相匹配的周期性起伏，暗示疲劳并非单调增加，而是与工作负荷的涨落相互作用。

从眼动模式走向更安全的空域

综合来看，这些结果表明远程塔台管制员的疲劳并非一种模糊的感受，而是在眼球运动与反应方式中可测量且不断演变的模式。平均扫视速度、眨眼行为、眼动计数和瞳孔大小各自传递着部分信息，但没有单一指标能提供全部答案。通过将多种基于眼动的信号结合起来并对其随时间的变化建模，未来的监测系统就有可能在管制员从高度专注滑向危险疲惫之前悄然发出警示——远在错误发生之前。在一个越来越多飞机被远程监视的世界里，学会“读懂”这些观察者的眼睛，可能成为维护航空安全的有力工具。

引用: Yin, Z., Pan, W., Wang, A. et al. The evolution of fatigue in remote tower controllers: evidence from eye-tracking analysis. Sci Rep 16, 12636 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42161-3

关键词: 空中交通管制员疲劳, 眼动追踪, 远程塔台作业, 人为因素, 航空安全