随着空中交通流量的持续上升,管制负荷增大,而目前所使用的管制负荷测量方式主观性强、精度差、难以量化。空中交通管制系统是一个复杂的人机交互系统,管制员通过眼睛对管制屏幕内的信息进行获取,故在整个认知过程中眼动行为可以对管制员的工作负荷及认知行为的变化进行实时准确的反映。而目前的相关研究多针对管制指挥过程中的某一方面进行研究,未能较为全面的分析管制负荷与眼动特征的关系。基于此,为了对眼动特征与管制负荷的关系进行较为全面的探究,本文通过实验平台的搭建,设计了一系列管制情境,先后进行两次实验,在证明眼动特征对管制情境变化较为敏感的基础上,首先通过眼动因子对管制负荷进行宏观描述,之后微观上从空域结构、航空器运行状态两方面对管制负荷与眼动特征的关系进行研究。本文的主要研究结论如下:1、通过对表征管制情境难度变化的不同表征方式的样本,即负荷、指令数、指令类型、眼动指标进行聚类,对各聚类难度下样本在各情境难度下的分布情况进行分析,从而表明眼动特征对管制情境难度变化的敏感性。2、选取与管制情境变化相关的眼动指标,利用因子分析法进行降维,并进行因子分析,进而对能够表征管制认知过程的因子进行命名。结果表明,通过追踪行为因子、心理负荷变化强度因子、心理负荷度量因子、情境难度度量因子即可从宏观上对管制负荷变化进行描述。3、根据不同的空域结构对管制空域进行划分,并通过马尔科夫链模型及区间数理论对不同情境下注意力资源在区域间的分配及转移情况进行分析。结果表明,被试将80%左右的注意力集中在五边附近的区域及航路复杂的区域,且注意力转移到这些区域的概率较大,产生的负荷也较大。4、将不同运行状态的航空器划分为不同的兴趣区,探究被试管制过程中的认知过程及对不同运行状态航空器的注意力资源的分配情况。结果表明,被试对存在潜在冲突的航空器、距离五边较近的航空器、距离冲突区域较近的航空器的关注度较高,产生的负荷较大。