[發明專利]一種出錯-認知與設計間的關聯效應分析方法

在審

• 申請號: 201711222085.8
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107957980A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 吳曉莉;陳艷;孔維杰;洪壯
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06N3/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 丁濤

1.一種出錯-認知與設計間的關聯效應分析方法，用于信息系統交互界面，其特征包括如下步驟：

(1)根據任務、圖標特點對交互界面進行功能區的劃分，確定交互界面的操作規程，確定可能的出錯方式，得到各功能區的出錯概率；

(2)構建各功能區基于出錯因子的層次結構評價模型，得到各功能區基于出錯因子位置的位置重要度權重值；

(3)結合出錯概率以及基于出錯因子的權重值，得到各功能區的綜合權重和排序；

(4)基于視覺感知強度理論建立視覺傳達指數模型，采用遺傳算法得到求解方案，為信息交互界面的優化提供依據。

2.根據權利要求1所述的一種出錯-認知與設計間的關聯效應分析方法，其特征在于，所述步驟(1)中的出錯概率的確定，包括如下步驟：

(2-1)功能區的劃分

確定適當的交互界面I，根據任務及圖標特點對界面進行功能區(A、B、C……)的劃分，即，I＝{A，B，C……}；

(2-2)確定界面的操作規程

根據選定的交互界面，確定操作事件，并確定操作順序，Step1、Step2、Step3……；

(2-3)確定各功能區的出錯概率

根據操作規程，確定每一步可能發生的出錯方式，根據CREAM法對出錯進行歸類，并得到每一步的基本出錯概率，將與該功能區有關步驟的出錯概率相加，即為該功能區的出錯概率。

3.根據權利要求2所述的一種出錯-認知與設計間的關聯效應分析方法，其特征在于，所述步驟(2-3)中CREAM法的步驟如下：

步驟1：根據操作規程，確定該步驟所屬功能區，確定每一步可能發生的出錯方式；

步驟2：根據出錯表征，確定出錯類型，查詢Hollnagel提出的認知出錯概率基本預測表，得到該步驟的基本出錯預測概率；

步驟3：將相同功能區的出錯率相加，得到各功能區的出錯概率。

4.根據權利要求1所述的一種出錯-認知與設計間的關聯效應分析方法，其特征在于，所述步驟(2)中的基于出錯因子的各功能區位置重要度權重值的確定，包括如下步驟：

(4-1)建立層次結構評價模型樹

建立交互界面的層次結構評價模型樹，基于如下三個方面：出錯預防，出錯恢復，出錯影響；

(4-2)確定基于出錯因子的位置重要度權重值

根據上述評價模型樹對各個功能區的每個因素進行評價，其中，評價尺度采用五標度法，即：

1——非常不滿意；2——不滿意；

3——中立；4——滿意；5——非常滿意

在功能區的權重計算時，取評價值的倒數，將各功能區的各項評價因素的評分取倒數后進行相加，作為各功能區的位置重要度權重值。

5.根據權利要求1所述的一種出錯-認知與設計間的關聯效應分析方法，其特征在于，所述步驟(3)中的視覺感知強度，包括如下步驟：

(5-1)最強視覺感知區的確定

確定人在對數字化界面進行監控時觀察次數最多且觀察時間最長的區域，作為視覺感知最強的區域，通過如下方法：

選取多種數字化界面為實驗素材，模擬操作員監控數字化界面時的情景，采用眼動儀記錄下操作員的眼動數據，分析眼動數據，確定視覺感知最強的區域；

(5-2)視覺感知強度的劃分

以視覺感知最強的區域為圓心作n個同心圓，其半徑呈等差數列，分為n個強度等級，強度等級權重取其等級的倒數；

(5-3)界面柵格化

將原始界面進行柵格化，用邊長為a的小正方形進行網格劃分；

(5-4)確定各功能區在各強度等級所占的面積

確定在遺傳算法下的各種布局中，各功能區在各強度等級所占的面積，即格數；

(5-5)優化模型

i功能區的感知強度

視覺感知強度的人機交互界面布局優化模型：

其中，r_i為i功能區的感知強度，Z為視覺傳達指數，d_i為i功能區所在區域的強度等級權重，h_i為i功能區基于出錯因子的權重值，s_ij為功能區i分布在j強度等級的面積，即格數；

同時該模型需滿足如下約束條件：

Σi=1nsij=sj]]>

Σj=1msij=si]]>

Σj=1msj=Σi=1ns]]>

(5-6)求解方法

采用遺傳算法求出視覺傳達指數最高的布局方式，具體求解方法如下：

(5-6-1)模型編碼

采用功能區編號作為求解染色體的一個基因片段，可行的染色體編碼為

P₁：(a c f d k l g b e h Ij)

P₂：(c g f a b d e h i j l k)

(5-6-2)染色體編碼求解

①取基因段尚未進行布置的基因編碼，根據該編碼獲取當前進行布置的視覺感知元素的d_i、s_j的信息；

②根據視覺感知區域等級，由高到低，獲取尚未布置的視覺感知元素的各視覺感知區域信息，根據面積匹配規則將視覺感知元素布置到該視覺感知區域；

③判斷當前視覺感知區域是否能夠完全布置該視覺感知元素，若不能，轉步驟④；若能，轉步驟⑤；

④獲取下一等級視覺感知區域，與前序待布置視覺感知區域一起，根據面積匹配規則進行視覺感知元素布置，轉步驟③；

⑤計算出該視覺感知元素布置完成后的r_j值；

⑥判斷當前編碼所有染色體是否全部解碼結束，是，則轉步驟⑦，否則轉步驟①；

⑦根據計算的各結果，獲取當前染色編碼的Z值，并獲取各視覺感知元素在各感知區域的分布信息，完成單個染色體的求解計算。