飞行员绩效的心理预测因素：近端与远端绩效标准的整合性综述

《Psychology Research and Behavior Management》：Psychological Predictors of Pilot Performance: An Integrative Review of Proximal and Distal Performance Criteria

　　

关于飞行员心理属性与绩效的研究涉及多种预测因素和绩效标准，但研究结果仍呈碎片化状态。本整合性综述综合了60项实证研究，采用预测因素—标准框架，区分认知能力与行为倾向，以及近端操作绩效与远端绩效结果。综合结果揭示了心理属性与绩效标准之间的不同模式。认知能力与飞行控制任务、通信绩效和训练结果相关，尽管研究结果因具体能力和任务而异。情绪特征与异常飞行条件下的绩效相关，而与训练和职业评估的关联则较不一致。在任务取向范围内，动机和自我调节属性与安全遵守、人为差错和训练成功相关，而尽责性通常表现出较小或不显著的关联。风险相关倾向与危险决策、操作超限和安全事件相关。大多数研究考察了独立的预测因素—标准关系，使得心理属性、近端操作绩效和远端结果之间的联系在同一飞行员群体中 largely 未被探索。未来研究应考察这些纵向联系，评估心理属性的联合预测价值，并整合多数据来源的证据。

引言部分指出，飞行员心理属性与绩效的关系是航空领域的核心问题。飞行涉及复杂的认知决策和精确的控制操作。绩效虽受任务环境影响，但也与飞行员相对稳定的心理属性密切相关。这些属性可大致分为认知能力和行为倾向两类。认知能力涵盖信息加工、注意分配、执行功能和情境评估；行为倾向涵盖相对稳定的行为和反应模式，包括情绪稳定性、任务取向和风险相关倾向。已有研究将认知能力与模拟器绩效和操作偏差相联系，将人格特质与训练成功和反应效率相联系，风险相关倾向也与安全行为进行了考察。然而，现有综述缺乏清晰的整合框架。首先，以往综述聚焦于文献的不同方面，包括人格作为飞行训练绩效的预测因素、疲劳及其他心理生理状态对绩效的影响，或与危险飞行行为相关的个体风险因素，预测因素整合视角尚不常见。在工作绩效模型中，认知能力和人格均为绩效的重要前因，分别考察难以识别与飞行相关的更广泛心理属性集。其次，以往综述很少区分绩效标准的层次。部分综述强调特定任务中的即时行为，如关键决策是否正确、操作是否偏离程序或飞行员是否冒险；另一些则聚焦于更远端的结果，包括训练成绩、通过率和总体工作绩效。即时任务行为与远端绩效结果代表不同的标准：即时行为反映绩效在任务中的展开方式，而远端结果捕捉累积效应和最终结果。未能同时考虑心理预测因素领域和绩效标准层次，导致飞行员心理属性与绩效关联证据的图景不完整。本综述旨在阐明现有实证研究关于飞行员心理属性与不同方面飞行绩效关系的发现。在预测因素—标准框架指导下，本综述做出三方面贡献：第一，整合常被分开研究的认知能力和行为倾向研究结果，汇集更广泛心理属性及其与飞行员绩效关联的证据；第二，借鉴工作绩效模型，在考察这些关系时区分近端操作绩效和远端绩效结果，有助于厘清飞行绩效的不同方面与不同心理属性的关联，而不将绩效视为单一未分化的标准；第三，利用整合证据识别文献中尚未充分解决的问题，特别强调考察心理属性与绩效标准之间纵向联系、评估心理属性联合预测价值以及整合心理评估与模拟器和操作数据的机会。

方法部分说明，检索和筛选程序遵循系统叙述性综述的建议。检索数据库包括Web of Science核心合集、Scopus和PsycINFO，检索时间从数据库建库至2026年10月。检索词结合了飞行员、心理属性和绩效相关术语。飞行员相关术语涵盖不同飞行员群体，包括pilot、aviator、aircrew和flight crew。心理学术语涵盖与心理特征和个体差异相关的广泛构念，包括psychometrics、aptitude、ability、cognition、personality和temperament。绩效相关术语包括performance、behavior和outcomes。数据库检索辅以引文检索，包括筛选相关研究的参考文献列表并识别引用它们的后续研究。去除重复记录后，记录分两阶段筛选。两名评审员独立筛选标题和摘要并评估全文资格。首先审查标题和摘要以识别可能与心理属性和飞行员绩效相关的实证研究。明显不相关的记录被排除，而可能相关的研究及仅凭摘要无法判断的研究保留进行全文审查。随后检查全文以确定研究是否直接检验了心理预测因素与飞行员绩效测量之间的关系。在全文阶段，符合以下标准的研究被保留：原创实证研究、直接检验预测因素—绩效关系、报告可提取的该关系定量结果。不符合这些标准的研究被排除。分歧首先由两名评审员讨论；无法达成共识时，由第三名评审员独立评估记录，采用多数决定。最终综述纳入60项研究。研究选择过程见Figure 2，纳入研究的特征和主要发现总结于Supplementary Table S1。

文献综述与讨论部分围绕预测因素—标准框架综合了飞行员绩效心理预测因素的实证发现，区分认知能力和行为倾向，并考察其与近端操作绩效和远端绩效结果的关联。

在认知能力方面，认知能力涵盖一般认知能力及加工速度、工作记忆、前瞻记忆和执行功能等特定功能。研究将这些能力与近端操作绩效和远端绩效结果相联系。在近端层面，认知能力与飞机控制及其他航空任务结果相关，包括通信准确性和模拟飞行中的关键事件。在民用飞行员中，工作记忆广度与通信频率绩效呈正相关（ρ =0.49, p <0.0001）。在通用航空飞行员中，加工速度和工作记忆的联合测量与较少的飞行路径偏差相关（ρ = ?0.46, p <0.01），而前瞻记忆与模拟飞行中较少的关键事件相关（r = ?0.44, p <0.05）。然而，视觉扫描和排序与驾驶舱监控无显著关联（ρ =0.08, n.s）。在仪表等级飞行员中，加工速度呈现出更复杂的模式：加工速度与较少的副翼偏差相关（b = ?0.28, p =0.036），但也与较低的调整后着陆/不着陆决策准确性相关（b = ?0.15, p =0.029）。在远端层面，认知能力与飞行训练结果相关，但其预测价值并非一致强劲。一般认知能力与美国空军学员的飞行训练成绩呈正相关（r =0.13, p ≤.001），早期研究也报告了与飞行训练绩效的正相关（r_adj =0.32–0.37）。除一般性向外，多任务绩效与飞行训练成绩呈正相关（r =0.19–0.23, p <0.001），而单独评估的相同任务绩效则无显著关联（r =0.00, n.s）。这一对比凸显了管理并发认知需求的相关性，而孤立任务评估可能无法充分捕捉这一点。特定认知和心理运动能力也解释了海军飞行训练绩效中超出一般认知性向的额外变异（ΔR² =0.08, p <0.01）。认知能力还与飞行绩效的维持相关，基线加工速度与模拟器绩效随时间较慢的下降相关（b =0.021, p =0.01）。跨近端和远端标准，证据凸显了在一般性向之外考察特定认知能力的价值。工作记忆和前瞻记忆与特定操作任务相关，而多任务和特定认知评估提供了关于训练绩效的额外信息。纵向发现进一步将这些关系扩展到飞行绩效随时间的变化。然而，很少有研究在同一纵向设计中联合考察认知能力、近端操作绩效和后续训练或职业结果。

在行为倾向与飞行员绩效方面，研究主要聚焦于情绪稳定性、任务取向和风险相关倾向。情绪稳定性指保持冷静和体验较少负性情绪的相對稳定倾向，代表大五人格的低神经质极。在本综述中，任务取向包括尽责性和自我效能感，强调遵守规则、任务投入、坚持性和完成飞行任务的信心。风险相关倾向涉及关于危险严重性、安全边际和行为选择的判断与偏好，通常包括风险感知、风险容忍度和危险态度。这些倾向中的每一种都可能与近端绩效（如即时决策、操作偏差和程序遵守）以及远端结果（如训练绩效、总体工作绩效和安全记录）相关。

在情绪稳定性方面，在近端层面，情绪稳定性与飞行员在异常飞行条件下的操作反应尤为相关。在意外自动油门失效期间，神经质较高的飞行员表现出更大的垂直轨迹偏差（z = ?2.42, p <0.05）和更高的最大速度（z = ?2.07, p <0.05），而推力杆调整延迟（z = ?1.04, n.s.）和水平轨迹偏差（z = ?1.78, n.s.）的差异不显著。因此，观察到的差异在垂直飞行路径控制和速度调节方面比在纠正动作的时机方面更为明显。在远端层面，情绪稳定性与飞行训练和职业结果相关，尽管这些关系在不同情绪特征间并不一致。在模拟飞行评估中，心理韧性与正常飞行中的总体绩效无显著关联（r = ?0.37, n.s），但在单故障（r =0.54, p <0.01）和多故障条件（r =0.77, p <0.001）下呈正相关。这些发现凸显了心理韧性在意外操作需求下与绩效的相关性。然而，飞行训练证据呈现更多样化的图景。情绪稳定性与获得私用飞行员执照的较快进展相关（r =0.36, p <0.01），而神经质与飞行训练成绩仅呈非常小的负相关（r = ?0.02, p <0.05）。敌意与训练完成呈负相关（r = ?0.12, p <0.05），而神经质和情绪稳定性在其他军事学员样本中与完成无显著关联（r =0.01, n.s）和（λ =0.98, n.s）。职业评估也显示相对较小的关联。神经质与有人驾驶飞机飞行员（r = ?0.05, p ≤.01）和遥控驾驶飞机飞行员（r = ?0.14, p ≤.01）的有利绩效报告分层呈负相关，而情绪稳定性与直接主管评分呈正相关（r =0.22, p ≤.05）。除训练和职业评估外，情绪相关倾向还与操作安全结果相关。在航空公司飞行员中，预期负性情绪与危险事件卷入呈正相关（r =0.28, p <0.001），而主动应对呈负相关（r = ?0.32, p <0.001）。主动应对还削弱了预期负性情绪与危险事件卷入之间的关联（β = ?0.16, p <0.01），表明负性情绪预期与安全结果之间的关系随飞行员的应对倾向而变化。情绪特征与异常飞行条件下的特定反应相关，而其与更广泛训练和职业结果的关联则较不一致。关于危险事件卷入的研究进一步表明，应对倾向与负性情绪预期共同具有相关性。相同的情绪属性是否同时与异常飞行条件的反应和后续训练或职业结果相关，在很大程度上仍未被探索。

在任务取向方面，在近端层面，任务取向与飞行员的程序遵守和操作行为相关。遵守安全程序不仅涉及对任务执行的信心，还涉及优先考虑安全的动机。在航空公司飞行员中，自我效能感与安全遵守呈正相关（r =0.50, p <0.001），而安全动机显示出更强的正相关（r =0.74, p <0.001）。安全动机更强的关联凸显了飞行员对安全程序承诺的重要性，超越了其对执行飞行任务的信心。在远端层面，任务取向与飞行训练成就和完成以及职业结果相关。关于训练结果的证据表明，广泛人格特质和更具体的动机特征值得分别考虑。在美国空军学员中，尽责性与初级飞行训练绩效呈非常小的正相关（r =0.03, p ≤.001），而在学生飞行员中，其与获得私用飞行员执照进展的关联不显著（r =0.20, n.s）。除尽责性外，自信与训练完成呈正相关（r =0.13, p <0.01），职业动机能够区分完成飞行员训练的军事学员与未完成者（判别载荷 =0.43）。这些发现提示，在考察训练成功时，除一般人格特征外，还应关注飞行职业的信心和承诺。职业绩效证据进一步凸显了任务取向属性间的差异。在航空公司飞行员中，自我效能感与专家评定的人为差错呈负相关（r = ?0.47, p <0.01），飞行绩效自我效能感也呈现类似关联（r = ?0.52, p <0.01）。工作投入也与人为差错呈负相关（r = ?0.50, p <0.01），将证据从感知能力扩展到持续的任务投入。在另一项研究中，自我控制与总体飞行绩效呈正相关（r =0.40, p <0.05），而一般自我效能感无显著关联（r =0.24, n.s）。尽责性还与有人驾驶飞机飞行员（r =0.08, p ≤.01）和遥控驾驶飞机飞行员（r =0.14, p ≤.05）的有利军官绩效报告分层相关，尽管这两种关联都相对较小。证据区分了一般人格特征与更具体的动机和自我调节属性。尽责性通常与训练和职业结果表现出较小或不显著的关联，而安全动机、自我效能感、职业动机和自我控制则与安全行为、训练成功或职业绩效的特定方面相关。然而，在同一飞行员样本中考察时，特定动机和自我调节属性是否在一般人格特质之外提供额外预测价值，仍不清楚。

在风险相关倾向方面，在近端层面，风险相关倾向与飞行员在危险条件下的决策方式和危险飞行行为的参与相关。感知风险与实施危险飞行的决策相关。在学员和通用航空飞行员中，拒绝冒险模拟飞行者比继续者感知到更大的即时风险（z = 2.46, p <0.05）。在另一样本中，选择继续冒险飞行的学生飞行员报告更高的感觉寻求（p =0.03）和去抑制（p =0.02）。这些发现指向感知危险和个体风险寻求倾向在实施危险飞行决策中的相关性。风险相关偏好还与模拟飞行中的行为相关。在航空学生和毕业生中，对低空飞行的内隐偏好与冒险行为呈正相关（r =0.42, p <0.05），日常风险评分亦然（r =0.35, p <0.05）。除实施危险飞行的决策外，运动冲动性与通用航空飞行员的侧风着陆决策相关（β = ?0.63, p <0.05）。在远端层面，风险相关倾向与飞行训练结果和飞行员操作安全记录相关。风险态度与美国空军学员的训练毕业呈小关联（R =0.10, p <0.05）。在航空公司飞行员中，风险感知与专家评定的安全操作行为呈正相关（r =0.33, p <0.01），而风险容忍度（r = ?0.26, p <0.01）和危险态度（r = ?0.59, p <0.01）呈负相关。飞行操作记录提供了进一步证据，将危险态度与操作超限相联系。危险态度与严重超限率呈正相关（r =0.40, p <0.05），但与轻度超限无显著关联（r =0.21, n.s）。在另一样本的航空公司飞行员中也观察到与严重超限率的正相关（r =0.40, p <0.01），同时与总超限率呈正相关（r =0.30, p <0.05）。除操作超限外，风险相关倾向还与飞行员的安全事件历史相关。较高的风险感知与较少危险事件相关（r = ?0.29, p <0.01），而冲动性与更多事件卷入相关（r =0.14, p <0.01）。内控型安全心理控制点与危险事件卷入呈负相关（r = ?0.21, p <0.01），而外控性无显著关联（r =0.08, n.s）。跨两个标准层次，风险相关倾向与涉及危险暴露的即时决策和更广泛的操作安全记录相关。风险感知与模拟冒险决策和更广泛安全结果均相关，而危险态度与严重操作超限反复表现出关联。然而，研究很少在同一样本中跨两个标准层次考察这些关系，使其纵向联系在很大程度上未被探索。

未来研究方向部分提出三项建议。第一，检验跨预测因素和绩效标准的纵向联系。需要纵向研究将心理属性与近端操作绩效和远端绩效结果相联系。尽管两种联系已被分别考察，但完整的纵向路径尚未被系统检验。工作记忆与飞行路径偏差相关，运动冲动性与模拟着陆决策相关。基线加工速度也与模拟器绩效较慢下降相关，且该关联随执行功能而变化。危险态度与严重操作超限相关，尽管该证据主要为横断面。综合来看，证据分别将心理属性与即时任务绩效和更广泛结果相联系，但并未确定近端操作绩效的早期差异是否与后期远端结果相关。连接三个层次将阐明心理属性如何在飞行行为中表达，以及哪些近端指标可作为长期绩效风险的早期信号。纵向研究可从飞行员选拔开始，在训练和操作服务期间反复收集相应的绩效测量。认知能力和行为倾向可在基线评估；通信准确性、飞行路径偏差和着陆决策可在标准化任务或模拟器 sessions 中测量；然后可将这些观察与训练完成、教员评分、快速存取记录器（QAR）超限率和安全报告相联系。跟踪同一飞行员跨阶段将检验心理属性是否预测近端操作绩效的早期差异，而这些差异随后与训练和操作结果相关。此类设计还有助于区分稳定的个体差异与训练期间发生的变化，并厘清这些关系的时间顺序、过程和稳定性。第二，开发和验证整合预测模型。一个重要下一步是开发飞行员心理属性的整合模型。现有研究表明，心理测量可改善超越飞行经验、模拟器检查和训练记录的预测。然而，大多数模型仅包含人格、认知能力或冲动性测量的一个子集，并未联合考察认知能力、情绪稳定性、任务取向和风险相关倾向。例如，将人格测量加入模拟器检查和飞行经验改善了航空公司飞行员工作绩效的分类。另一项研究考察了年龄、飞行经验、执行功能和运动冲动性与模拟侧风着陆决策的关系。该研究考虑了认知能力和冲动性，但未纳入情绪稳定性或任务取向的测量。这些发现表明，选定的心理测量增加了预测信息，但联合所有四个领域是否改善预测仍不清楚。研究应检验联合建模认知能力、情绪稳定性、任务取向和风险相关倾向是否改善飞行员绩效预测。基线模型可首先纳入飞行经验、训练记录和模拟器检查等既定信息；然后将四个心理领域加入扩展模型，通过模型比较量化增量效度。若扩展模型改善预测，后续分析应估计各领域的独特贡献和测量间的概念重叠程度。由于各领域可能相关，潜变量模型有助于控制测量误差和冗余指标。这些模型中应区分近端和远端标准，使飞行路径控制、程序遵守、训练绩效和操作安全保持各自不同的含义。四领域框架的任何优势还应在独立样本中重复验证，以检验稳定性和泛化性。未来研究应考察预测因素—绩效关系是否因飞行员群体和经验水平而异，同时考虑这些样本中心理属性的受限变异如何影响观察到的关联。第三，整合多来源数据。进一步优先事项是整合多数据来源，以阐明心理属性如何反映在飞行员绩效中。目前，这些来源通常被分别考察。心理测试和问卷评估认知能力和行为倾向；眼动追踪和生理测量捕捉任务相关反应；模拟器和QAR数据提供操作行为信息；训练成绩和累积安全记录反映更广泛的绩效结果。每种来源揭示绩效的不同方面，但大多数研究仅使用一或两种，鲜有直接联系稳定属性、动态任务反应、操作行为和后期结果的研究。现有研究说明了这些不同来源提供的信息。眼动追踪特征已被用于预测模拟器绩效，心率变异性已被考察作为飞行员心理工作负荷的指标，尽管任务设计、指标和模型性能在不同研究间差异很大。心理评估还可与飞行操作记录相联系，以考察风险相关倾向与操作超限的关系。尽管视觉注意、生理反应、心理属性和操作记录均已被研究，但很少有研究在单一设计中整合它们。一种实用方法是结合同一飞行员的不同类型数据。认知能力和行为倾向可通过认知测试和问卷评估；眼动、生理工作负荷指标、控制轨迹和决策可在标准化任务或模拟器 sessions 中同时记录；这些测量可与后期训练评估、QAR超限、安全报告和复训结果相联系。此类设计将允许心理属性、任务相关反应和操作行为一起考察，而非从独立研究中推断。多来源的价值不应仅以预测准确性评判。研究还应检验每种来源是否提供增量信息，例如眼动追踪或生理指标是否在心理测试之外改善近端操作绩效预测，以及模拟器行为是否在问卷和经验变量之外提供关于后期操作结果的额外预测信息。人工智能方法可能最终支持心理评估、任务反应和操作记录的联合分析，但其价值将取决于透明验证和证据表明其识别的关系能泛化到开发样本之外。

结论部分指出，飞行员心理属性研究已为个体预测因素—绩效关系积累了大量证据，但对这些关系如何跨绩效标准连接的理解尚不完整。通过在预测因素—标准框架内整合认知能力和行为倾向，本综述凸显了在操作任务、训练评估、职业绩效和安全结果中记录的特定关联。这些发现表明，理解飞行员绩效的心理预测因素不仅需要关注所评估的属性，还需要关注这些属性预期预测的特定绩效方面。然而，现有证据在心理领域、绩效标准和飞行员群体间仍呈碎片化，相对较少研究将这些关系一起考察。因此，未来进展需要超越孤立的预测因素—标准关联，转向连接心理属性、近端操作绩效和远端结果的研究，评估其联合预测价值，并整合多来源证据。