基本介绍:
围绕“如何促进复杂系统中人与智能的高效协同”这一核心问题，张警吁博士从复杂性科学的视角，结合心理学、人因科学、生理学、图论和博弈论等多学科方法，在生理-心理-任务-环境多因素跨水平融合问题和任务时空复杂性的作用机制问题上做出了开创性的贡献。在Human Factors, Accident Analysis and Prevention等SCI/SSCI/EI检索的期刊和会议上发表论文50余篇，授权国家发明专利8项。研究成果为事故分析和预防、智能移动产品设计、智能座舱设计、车外交互系统设计、指挥调度系统设计和关键人员选拔培训提供了支撑。主持和参与多项国家级科研项目，为华为、长安汽车等多家企业提供技术和咨询服务。 担任国际人机交互大会工程心理学专委会（HCII-EPCE）理事，中国人类工效学会复杂系统人因学分会理事，中国用户体验联盟专家委员，CCF Transactions on Pervasive Computing and Interaction和Ergonomics in Design期刊编委，以及众多国际国内期刊的审稿人。
工作经历：
2023至今 中国科学院心理研究所 研究员
2022至今 中国科学院心理研究所 科学院特聘骨干研究员
2019－2023 中国科学院心理研究所 青年特聘研究员
2015－2019 中国科学院心理研究所 副研究员
2011－2015 中国科学院心理研究所 助理研究员
教育经历：
2005-2011 中国科学院心理研究所 应用心理学 博士
2008-2009 德国慕尼黑大学 应用心理学 联合培养博士生
2001-2005 北京大学 心理学专业 理学学士
2002-2005 北京大学 经济学专业 经济学学士
研究兴趣：
车内和车外人机交互
指挥调度系统人机交互
智能系统交互与设计
工作负荷和绩效建模
人因大数据分析和建模
特殊作业人员（飞行员、管制员、调度员等）选拔培训
长期目标：
瞄准国家需求，推动心理学从“敲边鼓”转向“挑大梁”，争取行业制高点。通过建立海量人因数据库和积极参与新型智能系统设计，推动工程心理学从传统的系统评估和需求分析，发展到基于系统运行数据建立新型理论和基于新型心理学理论的系统设计上去。
图1 在系统开发全周期中扮演更重要作用
2008 中国国家留学基金委博士联合培养奖学金
2006 中科院研究生奖学金
2003 北京大学“社会活动奖”
2002 北京大学“北京大学十佳社团负责人”
近期部分发表论文：
1.Zhang, J., Liu, F., Chen, Z., Yu, Z., Xiao, X., Shi, L., & Guo, Z*. (2023). A multi-level analysis on the causes of train-pedestrian collisions in Southwest China 2011–2020. Accident Analysis & Prevention, 193, 107332.
2.Ma, J., Shen, Z., Wang, N., Xiao, X., & Zhang J. * (In press). Developmental differences in children’s adaptation to vehicle distance and speed in street-crossing decision-making. Journal of safety research.
3.Cai, J., Sun, X., Zhang, J., & Sun, X. (2023). Open people are more likely to trust their new team members under subliminal influence. Heliyon, 9(4).
4.Cai, J., Wu, R., Zhang, J., & Sun, X. (2023). The effect of subliminal priming on team trust: The mediating role of perceived trustworthiness. Frontiers in Psychology, 14, 1099267.
5.Cai, J., Tang, X., Zhang, J., & Sun, X. (2023). The impact of subliminal stimuli on interpersonal trust and team trust. PsyCh Journal, 12(2), 230-237.
6.Qiao, H., & Zhang, J. * (2023). Enhancing global thinking can reduce the misconception of accumulation: A potential way to mitigate climate change. Environmental Science and Pollution Research, 30(20), 58618-58629.
7.曹剑琴, 张警吁*, 张亮, & 王晓宇. (2022). 交互自然性的心理结构及其影响. 心理学报, 54(7), 1-11
8.Cao, J., Lin, L., Zhang, J.*, Zhang, L.*, Wang, Y., & Wang, J. (2021) The Development and Validation of the Perceived Safety for Intelligent Connected Vehicles Scale. Accident Analysis and Prevention. 154, 106092
9.Qiao, H., Zhang, L., Zhang, J.* & Loft, S. (2021) Exploring the peak-end effects in air traffic controllers' mental workload ratings. Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society.
10.Cai, J., Zhang, J.*, Sun, X.*. (2020). The influence of subliminal stimuli on interpersonal trust---a possible mechanism. PsyCh Journal. 10.1002/pchj.364
11.Wu, M., Zhang, L., Li, W., Wan, L., Lu, N., Zhang, J.* (2020) Human performance analysis of processes for retrieving Beidou satellite navigation system during breakdown. Frontiers in Psychology, 11:292.
12.Kuang, Y., E, X., Li, Y., & Zhang, J. * (2020) How Job Satisfaction can influence Air Traffic Controllers’ backup-providing behavior in parallel runway operation. Human Factors and Ergonomics in Manufacturing & Service Industries. 30, 14–21
13.Ma, S., & Zhang, J.*, et al. (2020). Type 2 diabetes can undermine driving performance of middle-aged male drivers through its deterioration of perceptual and cognitive functions. Accident Analysis and Prevention, 134:105334.
14.Zhang, J.*, E., X. & Du, F., Yang, J., & Loft, S. (2019). The difficulty to break a relational complexity network can predict air traffic controllers’ mental workload and performance in conflict resolution. Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society. 63(2), 240-253
15.Ma, S., Wu, C., Zhang, J.*, Zeng, X., Zhao, G., & Sun, X. (2019). Looking for an optimal pedal layout to improve the driving performance of patients with diabetic peripheral neuropathy. Applied Ergonomics, 80, 43–49.
16.E., X., & Zhang, J.*(2017). Holistic thinking style and intervention decision making of air traffic controllers: taking risk perception and workload management into consideration. Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour, 45, 110–121.
17.Zhang, J.*, Yang, J. & Wu, C. *(2015). From trees to forest: relational complexity network and workload of air traffic controllers. Ergonomics. 58, 1320-1336.
授权发明专利：
1.张警吁,盛猷宇,万苓韵,张芯铭. 一种驾驶辅助方法、系统、设备及可读存储介质[P] 中国专利：ZL202211445034.2, 2023-01-20
2.张警吁,郑亚骅,张蓉,乔韩. 车辆显示增强方法、系统、设备及可读存储介质[P] 中国专利：ZL202211469876.1, 2023-03-10
3.张警吁,石睿思,董迪,杨韫琪. 一种车辆状态的显示方法、装置、设备及可读存储介质[P] 中国专利：ZL202211469865.3, 2023-03-21
4.张警吁,汪慧云,乔韩,孙向红. 一种塔台管制员辅助决策系统的构建方法及装置[P] 中国专利：ZL202310296126.7， 2023-06-09.
5.张警吁,张蓉,郑亚骅,孙向红. 一种晕车防护方法、装置、设备及可读存储介质[P] 中国专利：ZL202310288040.X， 2023-06-09.
6.张警吁,盛猷宇,石睿思,孙向红. 一种用户评估方式确定方法、系统、设备及可读存储介质[P] 中国专利：ZL202310288046.7， 2023-06-09.
7.张警吁,郑亚骅,孙向红. 一种飞行设备空中对接方法及装置[P] 中国专利：ZL202310777034.0，2023-09-11
8.张警吁,乔韩,张亮,孙向红. 基于不稳定平台的飞行器着陆方法、装置设备及介质[P] 中国专利：ZL202310770066.8，2023-09-12
1.国家自然科学基金委，民航联合基金重点项目（合作），基于循证原则的飞行员胜任特征评价， 2022-01 至2025-12
2.国家自然科学基金委，重大项目子课题，面向人因安全的人机功能分配与人机交互界面研究，2022-01 至2026-12
3.国家自然科学基金委，面上项目（合作），基于交通流时变特征和干预策略的管制员急性疲劳产生机制及预测方法研究，2021-01至2024-12
4.国家自然科学基金委，面上项目，预测管制员心理负荷的关联复杂性网络模型，2017-01至2020-12
5.科技部，国家重点研发计划课题，“云端融合的交互情境感知”子课题，2016-07至2020-06
6.启元实验室，复杂指挥系统中指挥决策过程认知负荷评估技术，2022-06至2022-08
7.重庆市科学技术局，重庆市重点项目，汽车智能网联产品人因工程项目，2021-01至2024-12
8.重庆长安汽车股份有限公司，智能网联产品人机环特性研究，2022-01至2022-12
9.中国民用航空总局第二研究所，空中交通管制员疲劳预警方法、技术研究与验证，2020-01至2021-12
10.华为消费者BG，手机界面信息密度模型，2019-02至2022-02
11.华为消费者BG，智能系统推荐算法，2019-02至2022-02
12.华为消费者BG，符合用户视觉规律和心理预期的视觉设计手法， 2023-09至2024.08
13.北京百度网讯科技有限公司，自动驾驶汽车心理安全感的测量及其影响因素研究，2018-08至2018-09
14.北京百度网讯科技有限公司，智能汽车使用者心理体验模型研究， 2018-11至2019-01
15.北京百度网讯科技有限公司，智能网联汽车人机交互体验评估， 2019-05至2019-08
近期代表性工作介绍
1. 提出基于认知关系网络的认知负荷预测理论和计算模型：
为解决调度指挥员认知负荷预测中长期未决的“同量不同质”问题，申请人创造性提出一种新的理论模型，该模型以各被指挥对象间的认知关联性作为网络连边，用网络结构刚度预测认知负荷，用边际递减的网络刚度预测实际操作步骤，用偏离合理操作步骤数预测操作失误。预测准确率分别超过86%，94%和79%，远超同类其他模型。其成果发表在工程心理学顶尖期刊Human Factors，并得到了国内顶级专家的认可。
目前已使用多重网络方法将其拓展，可解决多种认知要素相互匹配的问题，可用于预测从心理旋转速度到复杂系统界面布局合理性等一系列重要基础问题。已成功用于华为鸿蒙系统界面评估，并申请到国自然重大项目子课题。
图2 依据指挥调度场景构建认知关联性网络
图3 网络结构和节点可干预性影响网络刚性，并影响合理操作步骤
图4 实际操作数随网络刚度增大边际递减（左图），偏差值能成功预测失误率（右）
2. 发现指控专家在认知负荷评估中也受到峰终效应影响，但其元认知并不准确的现象：
负荷管理理论认为管制员等专业人群能够准确评估自身负荷水平，不受非工作因素影响。通过巧妙设计实验任务，申请人发现管制员实际作业的认知负荷也受到峰终效应的影响，但其对终效应的主观理解则与实际体验完全相反。该研究已在领域顶尖期刊Human Factors上发表（Qiao et al., 2021），并受到了国内顶级专家的认可和民航局空域管理中心的重视，认为对流量管理、空管席位调配都有重要参考意义。
图5 在无峰（a）和有峰(b)但总流量和平均流量均相同的场景后，增加一个相同的流量减少阶段（形成c和d）。若c和d的感知负荷小于a和b，说明终效应存在。
图6 实际任务完成后，管制员认为任务量更大但结束时工作量较少的任务负荷更低(左图)；但其根据流量分布预先做出的预测却正好相反（右图）。
3.揭示管制员复飞决策认知机理，发明新型辅助决策技术；
复飞决策被列为空中指挥中难度最高，后果最严重的关键任务。申请人首次对民航复飞决策的认知过程进行了深入解析，提出其决策过程和决策标准，并通过实验得到了验证。
图7 复飞决策的认知过程和决策标准
在此基础上，开创性提出通过将管制员决策的核心线索（两机间隔距离）和尾流间隔标准以交汇直线的形式进行可视化呈现的方法。实验研究表明，该方法能够显著减少管制员决策时的认知负荷，提升决策准确性。该发明专利已获批，两篇研究论文正在投稿。
图8 新型辅助决策界面（左）能够有效减少管制员认知符合（右）
4.创造性结合仿生学和生物运动显示，发明提升自动驾驶汽车车外交互有效性的新技术
人类驾驶员可通过手势等与其他道路使用者（如行人）交流以确定通行权，但自动驾驶汽车将不再具备此种能力。因此，有必要发展车外交互技术向行人准确传递车辆意图。但现有的车外交互技术存在可视距离短，不易理解和缺乏友好性等问题。
申请人创造性地结合了仿生理念和生物运动机制，提取了能够表达车辆让行和非让性意图的动物动作，并用运动的关节光点在车身上表达出来。
图9 选择动物-动作选择-生成生物运动光点-嵌入车辆设计
我们开展的一系列研究表明，相比语言指令，该新型车外交互更容易理解，接受度更好，无论是中国人，德国人，还是5-9岁幼儿，都能够有效理解其含义并采用安全的过街方式；此外，该技术的可视距离比当前文字显示技术要远100-150米。
图10 相比于语言eHMI和无eHMI，生物运动eHMI在所有场景中都最好理解
图11 生物运动eHMI的优势效果具有跨文化一致性
图12生物运动eHMI的优势在5岁时就出现了
围绕该新型思路，已经获批一项发明专利，2-3论文正在投稿。
5.构建一系列关键智能人机交互评价方法、设计标准和先进技术
为提升智能时代有效的人-智能交互过程，申请人发展了一系列的评估工具和设计标准：
1.智能汽车安全感评估方法（Cao et al, 2021, Accident Analysis and Prevention)2.智能系统交互自然性评估方法（曹剑琴等，2022，心理学报）
3.面向疾病驾驶员的智能汽车设计规范（Ma et al., 2019, Accident Analysis and Prevention；Ma et al. 2020, Applied Ergonomics）
4.智能手机与驾驶系统的服务推荐标准和算法（正在华为内部使用）
5.智能交互体验评估技术（已申请专利）
6.自动驾驶汽车情景意识维持技术（已申请专利）
7.自动驾驶汽车晕车防护技术（已申请专利）
8.空中加油交互辅助技术（已申请专利）
9.不稳定平台交汇对接辅助技术（已申请专利）
长期招募博士后、科研助理和实习生，欢迎来函询问。其中，博士后招募通知可参见所主页发布的孙向红研究员研究组招募信息。