[發(fā)明專利]一種用于分析和設(shè)計(jì)人機(jī)交互邏輯的離散事件系統(tǒng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810492769.8
• 申請(qǐng)日: 2018-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN108804771B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒少龍;蔡敏超;苗成詩;周磊;金靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F17/15
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發(fā)明屬于人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于分析和設(shè)計(jì)人機(jī)交互邏輯的離散事件系統(tǒng)方法。所述方法包含三個(gè)部分：結(jié)合對(duì)象系統(tǒng)流程圖的離散事件系統(tǒng)自動(dòng)機(jī)建模算法，對(duì)應(yīng)增廣自動(dòng)機(jī)建模算法和基于增廣自動(dòng)機(jī)模型的人機(jī)交互邏輯改進(jìn)算法。改進(jìn)算法的思想是結(jié)合對(duì)象系統(tǒng)情況，對(duì)對(duì)象系統(tǒng)的每個(gè)離散狀態(tài)進(jìn)行分析，以確定不確定操作發(fā)生與否，并進(jìn)行必要的報(bào)警，可增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和魯棒性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于分析和設(shè)計(jì)人機(jī)交互邏輯的離散事件系統(tǒng)方法。

背景技術(shù)

人機(jī)交互是指人與系統(tǒng)之間使用某種對(duì)話語言，以一定的交互方式，為完成確定任務(wù)的人與系統(tǒng)之間的信息交換過程，人機(jī)交互功能主要依靠可輸入輸出的外部設(shè)備和相應(yīng)的軟件來完成。當(dāng)前設(shè)計(jì)人機(jī)交互系統(tǒng)時(shí)通常以系統(tǒng)的功能需求為導(dǎo)向，構(gòu)建系統(tǒng)的功能流程圖，進(jìn)而對(duì)對(duì)象系統(tǒng)進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中往往假設(shè)用戶完全按照正確的方式進(jìn)行人機(jī)交互，而忽略了用戶本身操作的多樣性與不確定性，以及用戶的這些不確定操作對(duì)系統(tǒng)造成的影響，甚至安全隱患。本發(fā)明提出的用于人機(jī)交互邏輯設(shè)計(jì)的離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)方法可用來分析用戶操作的不確定性，并改善人機(jī)交互邏輯，降低甚至消除以往方法中存在的各種安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于公開一種用于分析和設(shè)計(jì)人機(jī)交互邏輯的離散事件系統(tǒng)方法，主要內(nèi)容包括：以對(duì)象系統(tǒng)的功能需求為導(dǎo)向建立功能流程圖，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建相應(yīng)的自動(dòng)機(jī)模型。基于自動(dòng)機(jī)模型，分析用戶操作的不確定性，并進(jìn)而得到增廣自動(dòng)機(jī)模型，該模型包含用戶所有可能的不確定操作。在此基礎(chǔ)上，研究用戶的不確定操作對(duì)人機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的不同影響，據(jù)此改善人機(jī)交互邏輯，提高人機(jī)交互系統(tǒng)的安全性和魯棒性。

系統(tǒng)自動(dòng)機(jī)模型G＝(Q,Σ,δ,Γ)建立過程如下：

步驟1.定義用戶的操作事件，其集合標(biāo)記為Σ_p，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)中操作事件可否禁止，分為可控事件集合Σ_p,c和不可控事件集合Σ_p,uc；定義對(duì)象系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流事件，其集合標(biāo)記為Σ_m，因此人機(jī)交互系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)事件集合為Σ＝Σ_p∪Σ_m。

步驟2.依據(jù)對(duì)象系統(tǒng)的功能流程圖，明確并定義系統(tǒng)由事件驅(qū)動(dòng)所能到達(dá)的所有狀態(tài)，其集合標(biāo)記為Q。

步驟3.定義變遷函數(shù)δ:Q×Σ→Q。變遷δ(q,σ)＝q'表示系統(tǒng)在q狀態(tài)下由事件σ(σ∈Σ)驅(qū)動(dòng)到達(dá)狀態(tài)q'，以對(duì)象系統(tǒng)的功能流程圖為基礎(chǔ)，根據(jù)驅(qū)動(dòng)事件集合Σ和狀態(tài)集合Q定義功能流程圖中蘊(yùn)含的所有變遷。

步驟4.定義活動(dòng)事件函數(shù)Γ:Q→2^Σ。Γ(q)表示當(dāng)對(duì)象系統(tǒng)處于q狀態(tài)時(shí)，功能流程圖中允許發(fā)生的所有驅(qū)動(dòng)事件的集合，稱為q狀態(tài)下的活動(dòng)事件集合。

基于上述自動(dòng)機(jī)模型，構(gòu)建增廣自動(dòng)機(jī)G_ex＝(Q,Σ,δ∪δ_un,Γ∪Γ_un)，其算法如下：

步驟1.針對(duì)所定義的任意用戶操作事件σ_p∈Σ_p，確定事件發(fā)生后的目標(biāo)狀態(tài)q_m，用戶操作事件集合Σ_p中所有用戶操作事件的目標(biāo)狀態(tài)集合標(biāo)記為Q_m。

步驟2.給定任意狀態(tài)q，針對(duì)用戶的不確定操作事件σ_p∈Σ_p(也即在原自動(dòng)機(jī)G＝(Q,Σ,δ,Γ)不屬于集合Γ(q)中的用戶操作事件，所有不確定操作事件集合標(biāo)記為Γ_un(q))，定義不確定變遷δ_un(q,σ_p)＝q_m，q_m為其對(duì)應(yīng)的目標(biāo)狀態(tài)。針對(duì)Γ_un(q)中所有不確定操作及其所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)狀態(tài)重復(fù)上述操作，完成所有不確定變遷的定義，進(jìn)入步驟3。