近几年来,我国民用航空界正在逐步推广平视显示器的应用。平视显示器能够降低飞行员工作负荷、提高飞行精度,提高航空公司全天候运营能力从而提高经济效益。但是平视显示器的使用会引入一系列的人为因素问题,例如注意力分配不均、认知隧道效应等,而飞行特情的出现更容易诱发这些人为因素问题。本论文针对推动平视显示器在我国民用航空飞行运行中的行业需求为研究背景,以国内外人为因素适航条款为研究依据,以飞行员使用平视显示器的行为模式为研究对象,利用工程心理学理论,基于模拟飞行实验,开展突发情景下飞行员使用HUD的行为模式研究。本文的研究内容如下:(1)通过文献分析法,解读人为因素适航条款,分析平视显示器引起的人为因素问题,及其成因机理。(2)通过文献分析法研究驾驶舱内眼动行为分析的研究现状,分析眼动的基本形式及注意力之间的关系,获得驾驶舱眼动研究的常用分析指标及其意义,总结眼动研究在民航领域的应用现状。(3)依据飞行手册,结合实验平台实际条件,设计并开展进近着陆阶段突遇恶劣天气的模拟飞行实验,对不同恶劣天气带来的被试人员的眼动行为、心电行为、认知行为绩效、主观量表进行数据整理统计,通过单因素方差分析,分析其结果的相关性,并对差异原因做初步探讨。(4)依据飞行手册,结合实验平台实际条件,设计并开展不同能见度下起飞滑跑阶段的单发失效实验,对被试人员的眼动行为、认知行为绩效、主观量表进行整理统计,并对结果进行单因素方差分析;(5)针对驾驶舱内飞行员任务由手动操作向脑力加工的基本趋势,结合模式识别和眼动追踪技术,提出一种基于隐马尔可夫过程的认知行为识别模型。以飞行过程中的仪表注视序列为处理对象,采用隐马尔可夫随机过程为分析媒介,应用前向-后向算法、Viterbi算法和Baum-Welch算法分别解决建模过程中的评估问题、解码问题和学习问题,选取各态遍历性结构,建立飞行员认知行为识别模型。