[發明專利]一種顯控布局驗證與優化方法及平臺

有效

• 申請號: 201811026270.4
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109165457B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 曾銳;張炯;樊諭涵;蔣欣
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術研究中心;中國商用飛機有限責任公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

一種顯控布局驗證與優化方法，包括：基于多組樣本顯控布局參數，分別利用人機工效測試方法，得到多組樣本統計值；建立樣本顯控布局參數與樣本統計值的初始函數；基于對標顯控布局參數，利用人機工效測試方法，得到對標統計值；將對標統計值代入初始函數，得到理論顯控布局參數；基于理論顯控布局參數，利用人機工效測試方法，得到理論統計值；驗證理論統計值是否優于或等于對標統計值；若是，則將理論顯控布局參數作為優化顯控布局參數，并輸出；若否，則基于理論顯控布局參數和理論統計值對初始函數進行調整以得到優化函數；將優化函數代替初始函數，返回步驟S4。本申請的方法實現了顯控布局設計的迅速迭代與優化設計。

技術領域

本申請涉及航空電子系統技術領域，尤其涉及一種顯控布局驗證與優化方法及平臺。

背景技術

駕駛艙是飛行員進行飛行操作的主要工作環境，同時也是飛行員與飛機進行人機交互的主要場所。駕駛艙設計成果將直接影響飛行員操作舒適性，并進一步影響駕駛安全性與可靠性。當代主流民航駕駛艙內部功能模塊包括但不限于：航電顯示控制系統(部分集成有電子飛行包)、多電控制與操縱負荷系統、斷路與防火裝置等，其中顯示控制系統是駕駛艙的主要功能設備，是飛行員獲取飛行器運行數據、掌握飛行器態勢并進行相應反饋的主要媒介。顯示控制系統的布局結構、顯示方案與控制方式深刻地影響著飛行員獲取飛行信息的姿態、飛行操控的動作與人機交互的效率，其設計與調整進程是駕駛艙設計工作的主要內容。

人為因素是影響飛行器運行效果與飛行安全的重要因素，而駕駛艙是飛行員進行飛行操作的主要工作環境。中國民航規章在多處條例中規范了駕駛艙對人為因素的影響，要求“駕駛艙及其設備”必須為飛行器操縱者提供“足夠寬闊、清晰和不失真的視界”,必須保證“操作方便并防止混淆和誤動”，以實現機組在執行職責時“不致過分專注或疲勞”。從宏觀上劃分，人為因素可分為生理人因(包括人體工學、環境人因等)與認知人因兩大部分。

駕駛艙顯示控制系統是駕駛艙的主要功能設備，是飛行員獲取飛行狀態和飛行信息的首要渠道。顯示控制系統的布局結構、顯示方案與控制方式影響著飛行過程中飛行員對飛行信息的專注程度與飛行操作疲勞程度，而其影響程度的度量值通常由人機工效測試給出。在儀表顯示界面布置方面，其一般遵循一定的設計準則：

1.重要性準則：重要的顯示內容與按鍵需要位于易于觀察的視覺區域；

2.使用順序準則：對于被用于同一飛行操作流程的控制器或顯示器，其在物理上也應按同一的順序進行排列布置；

3.使用頻率準則：按鍵或顯示界面的使用/掃視頻率應與操作區/可視區的優越性成正比；

4.兼容性準則：功能相同或相關的控制/顯示項目應置于同一操作區/可視區，以方便使用者明了其相互關聯。

在利用人體工學原理獲得了駕駛艙初始布局后，其距離最終的商用布局還有一段很長了迭代周期與步驟，即不斷的將最新版本的布局結構應用在飛行仿真駕駛艙或者真機上，以人機工效測試評估結果(或稱認知人因)為依據不斷進行布局調整。人機工效測試的主要內容是工作負荷測量，其主要包括三大類測量方法：

1.主觀評價法：利用操作者在任務過程中的切身感受對任務難度、壓力及努力程度等被測項進行量化，典型的量化評價表包括一維評價量表(如改進的Cooper?Harper量表、Bedford量表等)和多維評價量表(如SWAT量表、NASA-TLX量表和Workload?ProfileTechnique量表等)；

2.績效測量法：利用工作負荷對任務績效的影響，可以利用主任務績效測量法和次任務績效測量法等，通過最終績效反推工作負荷程度；

3.生理測量法：利用神經系統在面對認知需求和環境變化時的相關應激反應所表征出來的生理信號波動，作為工作負荷的評價輸入信號。