[發明專利]由計算界面認知復雜度的信息交互界面優化方法

在審

• 申請號: 201910162892.8
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109902400A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 吳曉莉;陳天宇;鄒義瑤;王琳琳;李奇志;張偉偉;唐開元
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F9/451
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 丁濤

本發明公開了涉及一種由計算界面認知復雜度表格的信息交互界面優化方法，可將任務中界面對操作者造成的認知壓力量化，為設計改良提供一種可靠的分析方法。提出界面認知復雜度的概念，分析認知復雜度的來源，并進行分類；根據一階熵法計算界面的邏輯復雜度；根據二階熵法計算界面的信息容量復雜度；計算界面的出錯因子復雜度；繪制界面的認知復雜度表格。

技術領域

本發明涉及一種由計算界面認知復雜度的信息交互界面優化方法，特別涉及一種信息交互界面中由計算界面認知復雜度的信息交互界面優化方法。

背景技術

隨著信息技術的快速發展，及工業4.0的飛速到來，傳統的控制模式被數字化的控制模式取代，例如重大智能裝備制造、核電廠控制，乃至航空航天戰機、船舶駕駛操控、戰場指揮等。控制系統的好壞直接決定了整個系統的安全，在一個高危的系統中往往一些微小的差錯就能釀成重大的事故。傳統的控制界面所擔當的功能只有監視和操作且能承載的信息較少、信息的種類也較少，而現代的數字化界面功能越來越多，信息的種類、數量也越來越多。界面上日益增加的信息給操作者的認知帶來了前所未有的挑戰。交互界面上的信息日益增多、顯示大小有限，人的認知能力有限。這三方的矛盾日益突出，若不能妥善解決三者之間的關系(即信息的復雜性，認知能力的有限性，設計的合理性)，若不能解決“巨量信息與有限顯示”的矛盾，則會造成用戶操作上的失誤，引發嚴重的后果。

由于界面采用數字化顯示面板，界面中的任何區域都可以用于信息顯示。界面中所反映的信息量大，信息集中且會隨著時間及時變化，這對操作者的認知造成巨大的認知壓力。如何將任務和界面對操作者造成的認知壓力量化顯得很有必要。本發明從復雜度的角度出發，引入界面認知復雜度的概念，提出界面認知復雜度的計算方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于界面認知復雜度的優化方法，可分析信息系統交互界面的出錯問題，為設計改良提供一種可靠的分析方法。本發明公開了涉及一種由計算界面認知復雜度表格的信息交互界面優化方法，可將任務中界面對操作者造成的認知壓力量化，為設計改良提供一種可靠的分析方法。提出界面認知復雜度的概念，分析認知復雜度的來源，并進行分類；根據一階熵法計算界面的邏輯復雜度；根據二階熵法計算界面的信息容量復雜度；計算界面的出錯因子復雜度；繪制界面的認知復雜度表格。

本發明的技術方案如下：

一種由計算界面認知復雜度的信息交互界面優化方法，包括如下步驟：

(1)、提出界面認知復雜度的概念，從人因出錯與界面設計兩個角度分析界面的認知復雜度來源，將界面的認知復雜度分為任務邏輯復雜度計算、信息容量復雜度、出錯因子復雜度和信息布置復雜度；

上述步驟(1)中提出界面認知復雜度的組成：任務邏輯復雜度：所執行任務自身的結構復雜程度。工業系統界面中設備元素眾多，任務的操作流程結構復雜，涉及的到的元素眾多且具有不確定性，這些給操作者在執行任務時帶來很大的挑戰。

信息容量復雜度：這里的信息容量復雜度是由所有任務的信息容量復雜度組成，信息容量復雜度即任務執行過程中，所涉及界面中的信息量的大小。

出錯因子復雜度：人因出錯是造成任務失敗的源頭，衡量任務中所有操作步驟出錯的概率之和就是任務過程中可能出錯的概率，稱作出錯因子復雜度。

信息布置復雜度：由于人眼的視覺認知特點，對距離界面中心的視覺感知強度要明顯高于界面的其他位置。因此界面的信息布置復雜度，就與任務執行過程中所有步驟所在的功能區域的視覺傳達指數為負相關。

(2)、通過McCabe法獲取任務操作流程圖，再根據一階熵法計算界面執行該任務的任務邏輯復雜度；

(2-1)獲取任務操作流程圖

根據McCabe法中程序圖的繪制方法，引入到任務的操作步驟中來，繪制任務操作流程圖；