间的关系，见图1。他们把绩效曲线定义了D、A、B、C四个区域。
D区是非激活区，由于乏味的任务、低任务需求，导致任务难度增加，人的能力降低,脑力负荷增加，操作绩效降低。厌烦情绪的产生也会使能力降低，相对地需要付出较大部分的能力来完成任务，脑力负荷增加。
A区脑力负荷水平最低，绩效水平稳定，也是绩效最优区，操作者能容易地处理操作任务，任务需求的变化并没有使绩效改变。A区的两端不变的绩效是靠操作人员的持续的努力，资源投入的增加，负荷的增加来维持的。当任务需求增加，资源的投入不足以维持绩效水平时，就进入了B区。
B区随着任务需求的增加，脑力负荷与绩效水
平分别保持了持续的增长和降低。任务需求继续增加，使操作人员的负荷过载时，绩效水平降到最低水平，进入C区。
从模型可以看出,任务需求、绩效水平和脑力负荷之间并没有直接的联系。对脑力负荷进行测量评定时一定要弄清楚测量的绩效区域和测量方法的敏感性范围。
评价脑力负荷测量方法的标准通常选择负荷测量方法的标准基于三个属性：敏感性、诊断性和对主任务的侵入性。
敏感性：就是测量方法要能够反应脑力负荷的变化。根据倒“U”型模型，测量方法应该和绩效区域相联系,在C区和A区绩效稳定,主任务操作方法不可能在A区和C区内反应出脑力负荷的敏感性。主观测量方法的操作者在C区能够指示出任务需求的超载,在敏感性上不同于主任务操作方法。
侵入性：是指测量方法能够降低主任务绩效的程度。当进行负荷测量时，可能会对同时进行的主任务的绩效产生破坏作用,应该尽量避免或减少方法的侵入性。次任务技术对主任务的侵入作用最大，人为的次任务的加入会降低主任务的绩效。大多数生理测量技术的侵入性较小。主观测量方法由于是在任务完成后进行，对主任务没有侵入性。
诊断性：是测量方法能反应任务需求对具体资源使用情况的能力。其理论基础是Wichens的多资源理论。如果在任务的某一段或某一点，测量方法能够反映任务需求的变化，诊断性就较好；如果只能反映一般任务的任务需求，诊断性就较低。在任务的不同阶段瞳孔直径测量方法表现出同样的敏感性(如在信息编码和中枢信息处理阶段)，所以该方法反映了一般的任务需求，具有较低的诊断性。事件相关脑电位(P300)的范围对主任务的中枢信息处理敏感,具有较高的诊断性。有些次任务技术也具有较高的诊断性。
以上三个指标敏感性是最重要的，诊断性和敏感性具有直接的关系，敏感性是诊断性的前提。如果只是为了确定脑力负荷水平，诊断性并不是一个很重要的选择标准。但是如果必须要追溯负荷的来源，必须选择诊断性较高的方法。对测量方法的侵入性的考虑也很重要，它关系到结果的精确性，通过一些技术措施可以减轻这种侵入性。
有关脑力负荷度量方法的研究进展趋势呈现如下特点。
1)总体上看，脑力负荷的度量方法体系虽然一直处于不断发展中，但是并没有很大的突破，绝大多数研究集中于在原有的4类方法体系中进行方法评价、改进和新的尝试。
造成这种情况的原因有二： ①脑力负荷的度量属于人因工程的研究范畴，横跨心理学、生理学、工程技术等诸多学科，其发展受到其他学科发展速度的制约；而且很多新技术应用到脑力负荷的度量上来具有时间的滞后性。
②脑力负荷的度量方法体系在1995年之前就有近50年的发展历史，已经较为完备，因此很难在短短的10多年时间里再有大的突破，这一点在主观度量法上表现最为明显。
2)从4类度量方法所涉及的文献来看，主观度量法所占的分量最多，其次为生理度量法，而主任务度量法和次任务度量法所占的分量较小，发展缓慢。出现这种情况的原因在于，跟其他3类方法相比，主观度量法是目前公认最有效、最简洁的一种度量方法，因此其在学术研究和实践应用中涉及最多；生
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理度量法依托于计算机、电子、生物等技术的迅猛发展而发展，从而派生出大量更精确、更细致的研究思路、方法和结论。
3)从内容上看，近年来研究体现出多种方法融合，如使用了生理指标、主观指标和绩效指标等来综合度量脑力负荷；研究更接近各种现实脑力任务；如涉及警戒作业、驾驶、人—机对话交互系统、自动化作业等；研究还考虑更多因素，如考察人格因素对脑力负荷的影响。
第四节 几种主观测量技术
一、美国国家航空航天局工作负荷指数评估体系（NASA-TLX）
工作负荷指数( task load index，TLX)评估体系是由美国国家航空航天局( national aero2nautics and space administration，NASA)的哈特等人（Hart和Staveland）提出的。他们认为心理负荷是多维的，每个维度在心理负荷结构中的加权值不同，其加权值随任务类型和情景的不同而有所差异。心理负荷由6个维度构成，每个维度均采用12cm线量表，每线的两端分别表示诸如“高”、“低”一类的双极形容词。飞行员根据飞行中的感受与体验在每一维度量表线的相应处标定其体验的程度。而后按照各维度的加权值求出心理负荷综合指数。
１．TLX六尺度等级
TLX是一种多维等级的程序，提供了一个全面的工作负荷标准，以六个尺度等级的平均权重为基础：精神需求、体力需求、时间需求、努力程度、压力承受力和自我特征(个人能力) 。
? 精神需求：指管制员执行工作时思考，决策和观察的精神需求； ? 体力需求：指管制过程中管制员所需消耗的身体能量； ? 时间需求：指管制员工作过程中所承受的时间压力；
? 努力程度：指管制员在管制时为了达到自己的能力水平所作的努力(精神和身体上的) ； ? 压力承受：能力指管制员在管制过程中是感到安全和放松还是感到有压力； ? 个人能力：指管制员对自己在管制工作过程中的能力表现的满意程度。
２．NASA-TLX
NASA-TLX是“国家航空和航天管理局任务负荷指标”的英文缩写。它是一种多维指标评价方法， 采用6个因子来评价作业负荷：
①脑力要求； ②体力要求； ③瞬时要求； ④效能； ⑤努力程度； ⑥障碍程度。
该方法用于心理测验分析、实验室测试和模拟飞行等领域的研究中，其中每项指标评分1~100分(精确到5分)。采用加权程序将6项指标合并成一个总分值，这一程序是在作业负荷评价前先采用配对比较，即要求操作者选择哪一维指标与指定任务的作业负荷关联更大，某一维指标因较大关联度被选中的次数就是相对于给定任务的指标权重。将权重与各指标评分相乘、加总，再除以总权值(例如第15次配对时比较总权值即为15)，即得作业负荷分数。
NASA-TLX评估工作负荷水平时为例传统上决定此六项子指标权数的方法是：每一位受评者以两两配对比较的方式，来圈选他心目中认为相对重要的子指标；然后计算此六项子指标被圈选的次数，依据被圈选次数的多寡赋予5 4 3 2 1 0的数字。最后汇整所有受评着对六个子指标的权数值，在通过标准化的程序使六个子指标的权数范围界于0到0.33之间。
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然而，此种两两配对比较的方式所圈选出的结果仅能代表各子指标之间的相对重要性，是一种顺序指标。所以此种计算权数的方法有些缺点。第一，会有某一子指标的权数值为0；第二，如果为避免某一子指标的权数值为0，依被圈选次数的多寡赋予6,5,4, 3,2,1的数字则计算所得的结果将会有所偏差。若决策者受此工作负荷分数的误导而执行人力资源配置，其结果不甚理想。
３．RNASA-TLX
RNASA-TLX是NASA-TLX的改进，它最先是在实验室和实际公路环境中作为NASA-TLX的比较、为导航系统设计脑力作业负荷评价模型而开发的。对一般驾驶员而言，由于NASA-TLX的大多数指标由一些技术性的、或是含糊的和生涩的描述构成，没有专业的限定词。因此，要有效地进行脑力作业负荷评估，就需要完备的定义和清晰的描述。在NASA-TLX的改进中，最大程度地减少了其6个指标间的相互牵掣，使主观理解正确、不易混淆，结果明晰。因而RNASA-TLX中的6项指标包括了导航系统中各种类型的脑力作业负荷，并采用了NASA-TLX的长处，例如“脑力要求”包括了导航系统导航的全部脑力作业负荷，“驾驶困难”则描述了车载设备及其要求。此外，其它指标还包含了视觉、听觉和与信息有关的其它因素，重新定义了导航系统的各种脑力作业负荷。RNASA-TLX的作业程序与NASA-TLX相同。
二、主观负荷评价技术SWAT
主观工作负荷评估技术(subjective workload analysis technique，SWAT) 是种自我评估测试方法，这些方法都需要通过编写适用于管制员工作负荷的问卷，通过对于问卷的测评完成工作负荷的评估工作。SWAT包含三个方面：
? 时间负荷、 ? 精神投入负荷和 ? 心智的压力。
SWAT，即主观性作业负荷评价技术的英文缩写，是美国军方开发的一种主观评价技术。该方法提出了一个包含3项因子的作业负荷多维模型，这3项因子是：
① 时间负荷 ② 脑力负荷 ③ 紧张度负荷
分别涵盖了在限定时间内完成任务和同时完成多项任务的程度，对多信息源的内在注意力及计算能力、以及训练的疲劳水平和精神状态。
SWAT分为指标研究和事件评分两个阶段进行。在指标研究阶段，要根据3项因子之间特定的负荷分布界定评价事件，并根据观测的作业负荷将其分级排序，所得数据用连带测定法转化为0~100分的作业负荷量值。在事件评分阶段，分别按上述3项因子给某一事件评定1~3项因子的分值，该测评值结合指标研究阶段所得的量值即可赋为该事件的作业负荷值。
三、库柏哈柏修正法MCH
MCH意思是“库柏-哈柏修正法”（modified cooper- harper ratings，MCH）。MCH在主观性的衡量中，Cooper-Harper的评估方式是最早问世的，它最早是被用来研究飞行器操控特性的负荷状况。Wierwill 和Gasali认为这些衡量指标经过小幅度的修改可用于各种的肌肉或心智型运功工作。将所有主观工作负荷在特定的或模拟情景下的以调查表(或调查问卷)的形式划分等级。
“库柏-哈柏”方法是评价飞机驾驶难易程度的一种10分制一维评分的主观方法。因而MCH可进行作业负荷的综合评价，该方法在确定最低负荷(即取值为1)和最高负荷(即取值为10)之间的分级时，采用决策树作辅助手段。MCH主要用于评价具有认识力的作业任务的作业负荷，而不用于那些出于本能或精神原动力方面的问题，前者也正是原“库柏-哈柏”方法难以做到的。
四、其他脑力负荷测量方法
工作负荷的主观评估可以分为工作负荷强度的自我评估和专家评估。 （一）自我评估：空中交通负荷输入技术
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空中交通负荷输入技术（air trafficworkload input technique，ATW IT）美国联邦航空局(federalaviation administration, FAA )制定，ATW IT是一种在仿真的标准时间间隔内测量主观工作负荷的技术。共编排了10个输入按钮,每个按钮与一个工作负荷等级相对应。在预定的时间间隔内，有微弱的嘟嘟声音发出，同时工作负荷评估键盘的灯亮起来一段特定的时间(如20秒) ，在得到这些提示之后，参与者获得指示并输入一个主观的工作负荷等级。
如果参与者在分配的时间间隔结束时没有输入一个等级，则自动记录下数值为99的等级。
（二）专家评估：预测管制员工作负荷方法
预测管制员工作负荷方法( the method developed by CAA?s directorate of operational research and analysis, DORATASK)英国运筹理事会提出的，国际民航组织通过规范性文件向各国推荐使用的扇区/席位容量评估方法，是通过专家主观评估管制员工作负荷，进一步评估管制扇区的主观容量的专家方法。
DORATASK方法着重对雷达管制员所承担的工作负荷进行评估,将管制员的工作负荷划分为看得见部分和看不见部分。
看得见部分：是指管制员进行常规管制工作、解决冲突的通讯和填写进程单等能够被观察员记录和记时的工作；
看不见部分：是指管制员监控雷达屏幕、对照进程单、思考计划等工作,这部分工作不便进行记录和记时。
此外，DORATASK方法认为必须为管制员留有一定的恢复时间,恢复时间对扇区的安全运行极为重要。平均工作负荷强度必须小于80%。该方法存在的问题是无法准确评估“看不见”部分工作负荷。
（三）从分析工作的特性来评估工作负荷水平
工作负荷的评估往往是针对某一特定工作完成后，随机对受评者的工作负荷进行调查。故此种工作负荷分数是一种绝对的分数，此种评估方式可协助管理者了解某一特定作业下受评者的实质负荷状况。但是，一个人的工作负荷感受，会受到该受评者当时的精力、情绪与身体状况的影响。一位身体状况不佳的受评者，其所感受到的工作负荷，可能会偏离平日的正常感受。一项工作的复杂性越高，所需投入的管理活动越多，其所投入的关注将越多，而工作负荷将越重。所以在一复杂的工作环境中，要从分析工作的特性来评估工作负荷水平是相当困难的。因而，针对一工作群体中，评估受评者在其工作岗位上的主观负荷知觉，是较简单的。
五、工作负荷及测量四例 （一）飞行员的工作负荷及测量
Harss等人(1991)采用专家评价法提取出夜视镜(Night Vision Goggles，NVG)飞行中影响工作负荷的3个主要的因素：
? 能见度(visibility)
? 地形信息(informational content of the terrain) ? 成员之间的合作沟通(crew coordination)
专家在上述要素的基础上，总结出飞行员面临的4个情境特点： ? 处理难度(difficulty) ? 可控性(controllability)
? 成员应对的可能性(coping possibility of the crew) ? 失去方向的危险(danger of loss of orientation) 工作负荷U形曲线
在一次飞行的不同阶段飞行员的工作负荷也有显著差异： ? 起飞阶段
? 中间的爬升(Climb)
? 爬升顶端(Top of Climb)
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