[發明專利]民機駕駛艙人機界面綜合評價方法

在審

• 申請號: 201310754544.2
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103761581A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 曹璐;張安;湯志荔;徐海玉
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N3/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及民機駕駛艙人機界面自動化設計技術。

背景技術

人機界面作為一個涉及計算機科學、人工智能、人類工程學、計算語言學、認知科學、社會心理學等學科的多學科交叉領域，在人與機器、環境之間的信息交流中發揮著重要的橋梁作用。人與機器和環境的信息交互通道是否自然、順暢、高效、準確，對于改善人機界面的可用性和用戶體驗，對于挖掘人員工作興趣和潛能、減少人員工作疲勞和操作失誤、提高生產效率和經濟效益都至關重要。民機駕駛艙人機界面作為連接飛機系統和飛行員的紐帶，成為飛行員與飛行系統進行交互的主要媒介，飛行員通過操控人機界面完成飛行任務。傳統的飛機駕駛艙人機界面設計主要關注與硬件設備空間布局相關的人機工程學問題，而較少考慮界面信息的認知與交互問題。隨著高速處理芯片、計算機圖形技術和多媒體技術的迅速發展，使用高清晰大屏幕的計算機綜合顯示設備和觸敏式控制界面取代傳統的機械式界面已成為新一代飛機駕駛艙設計的必然趨勢。具有靈活數據綜合和圖形顯示能力的數字化顯控技術一方面為優化人機界面和人機交互提供了條件，但另一方面，如果對界面的信息內容、信息組織和顯示方式的設計不合理，將增添飛行員的認知負荷，影響飛行安全。因此人們對駕駛艙人機界面的設計越來越重視，在設計過程中人類的想象也越來越大膽，但這一切的應用都是基于人機界面評價的程度，是否真的合理、如何綜合評價人機界面，既是一個難題也是一個必須研究的重要問題。

人機界面評價屬于系統工程的范疇，其實質是對大系統進行評價，是要結合所描述系統的特點，構造一個能從多個視角和層次客觀地反映系統的整體水平。民機駕駛艙人機界面評價是依據相關的設計準則及飛行員自身的體會判斷人機界面中飛行員與相關的顯示器、控制器以及輔助部件（如座椅等）的匹配關系的設計是否符合人機工程學的要求，進行人機界面評價既能幫助判斷現有人機界面的總體及各構成要素的狀態，也能借此發現設計中存在的問題，以便及時反饋給設計部門進行修改。由于民機駕駛艙涉及眾多因素且各因素之間存在復雜關系，而常見評價方法中的因素往往只是根據經驗或者從收集的相關資料中進行選擇，這將導致評價因素的選擇過程產生可信度不高、人機環三大要素很難全部列出、列出的部分因素與人機界面評價無關等問題。因此，要使人機界面系統達到合理的要求，必須要有一個合適的評價手段。目前，民機駕駛艙人機界面的評價在國外得到了充分的應用和發展，波音和空客公司已有一套成型和配套的人機界面評價方法，但鑒于技術敏感性未見公開報道。國內關于人機界面的評價多采用定性分析和虛擬仿真的方法，定量的分析研究較少，沒有形成系統綜合的評價方法。

發明內容

為了克服現有技術在評價過程存在決策過程的隨機性、參評人員主觀上的不確定性以及其認識上的模糊性等不足，本發明提出了一種基于BP神經網絡（Back-Propagation?Neural?Network）的民機駕駛艙人機界面綜合評價方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

1）使用綜合法、分析法、復合法或指標屬性分組法選取人機界面的評價指標，評價指標包括總體布局、顯示信息、顯示畫面、控制器及重要性原則、功能相近性、使用頻率原則、使用順序一致性、視角合理性、準確性、信息數量、重要信息的突出性、信息易理解性、信息可接受性、險情信號易察覺性、畫面布局合理性、顏色合理性、字符設計的合理性、圖標設計的合理性、刻度儀表的形式尺寸、儀表刻度設計的合理性、元件極限操作位置的科學性、功能分區明確性、重要操縱器放置的合理性和操縱舒適性；