[發明專利]人機環三因素耦合作用下人機系統產生影響的分析方法

有效

• 申請號: 201810940784.4
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109145438B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 郭健彬;丁耀楠;曾聲奎;楊美蓉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F11/22
• 分類號: G06F11/22;G06F9/48;G06Q10/0631
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種人機環三因素耦合作用下人機系統產生影響的分析方法,其特征在于：該方法包括如下四個步驟：

步驟一：劃分任務階段，明確各個階段內需要執行的功能單元以及相應的交互信息，包括任務分析、建立功能模型和交互信息分析；

步驟二：分析人機系統功能，獲得人機系統的功能全集，并篩選出與人機交互相關的功能故障，包括設備功能全集分析和篩選人機交互相關的功能故障；

步驟三：遍歷功能故障與環境的組合，對每一個組合情況分析對應的任務信息、報警信息和其他信息狀態；包括異常模式的組合和組合情況下交互信息狀態分析；

步驟四：將組合信息狀態帶入邏輯決斷圖，針對各異常模式組合的影響分析，包括邏輯決斷影響分析和認知過載判斷；

其中，在步驟三中所述的“包括異常模式的組合和組合情況下交互信息狀態分析”的說明如下：

異常模式組合：

通過步驟三篩選出各個功能單元下的人機交互相關的功能故障，對各階段下的各個功能單元的異常模式進行組合，針對任務場景選取對應的環境擾動模式，遍歷組合各個功能單元下的功能故障和環境擾動；

交互信息狀態分析：

將人機交互過程中的交互信息分為三類，分別為：任務信息、報警信息和其他信息；任務信息是指人機系統在正常任務過程中所需要交互的信息，使得任務能正常進行；報警信息指的是由于功能故障導致的異常情形；而其他任務信息包括影響人機交互過程的其他信息，有組織交流、環境信息、臨時任務信息和故障信息；上述的三類信息狀態均與功能故障和環境擾動情況相關，通過組合的異常模式情況分析出對應的交互信息狀態，進而分析不同情形下的交互信息帶來的影響；

其中，在步驟四中所述的“針對各異常模式組合的影響分析，包括邏輯決斷影響分析和認知過載判斷”的說明如下：

邏輯決斷分析：

進入影響分析的信息包括任務信息、報警信息和其他信息，將三類信息狀態作為輸入到邏輯決斷圖中；分析任務信息應對流程和異常事件處理流程在各種任務情景下，由其他信息影響人的認知通道，產生認知資源之間的沖突，判斷是否建立錯誤的情景意識；

認知過載判斷：

人會感知所有來源參數；不同信息源的信息感知難度不同，感知目的不同，所需的認知資源不同，具體量化步驟如下：

A：構建資源需求向量

每個任務的完成需要不同種類不同等級的資源，使用資源需求向量半定量的描述每項任務的資源需求，設共有0，1，2三個等級；若不需使用資源，則資源需求值為0；若需要使用資源，則資源需求值為1；若任務困難，則資源需求值為2；

B：構建沖突矩陣

復數項任務間的資源需求競爭沖突是相對的，而不是絕對的；如果兩項任務無法共享資源，則其沖突值最大為1；若兩項任務能共享資源，則沖突值最小為0；隨兩項任務對資源的競爭程度加深，沖突值不斷增大；

C：并行任務總干擾值計算公式

并行任務總干擾值由總資源需求值和總資源沖突值組成；總資源需求值為兩項資源需求向量各分量求和獲得，總資源沖突值由兩項任務需用的資源需求值不為0的資源沖突值求和獲得；當并行任務總干擾值超過7時，則認為發生了認知過載故障。