民機駕駛艙人機界面綜合評價方法
2023-10-11 04:54:04 2
民機駕駛艙人機界面綜合評價方法
【專利摘要】本發明提供了一種民機駕駛艙人機界面綜合評價方法，使用綜合法、分析法、複合法或指標屬性分組法選取人機界面的評價指標，然後確定民機駕駛艙人機界面綜合評價指標體系，對民機駕駛艙人機界面評價的各項指標進行等級劃分，確定其初始評分值，對給定的人機界面樣本進行數據採集，將準備好的檢驗數據代入，計算輸出的實際值與預期值的相對誤差，檢驗其準確性，將待評價的民機駕駛艙人機界面的各項指標數據輸入，通過建立好的BP神經網絡模型進行計算，得出最終的評價結果。本方法能夠對民機駕駛艙人機界面做出客觀準確地評價。
【專利說明】民機駕駛艙人機界面綜合評價方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及民機駕駛艙人機界面自動化設計技術。
【背景技術】
[0002]人機界面作為一個涉及計算機科學、人工智慧、人類工程學、計算語言學、認知科學、社會心理學等學科的多學科交叉領域，在人與機器、環境之間的信息交流中發揮著重要的橋梁作用。人與機器和環境的信息交互通道是否自然、順暢、高效、準確，對於改善人機界面的可用性和用戶體驗，對於挖掘人員工作興趣和潛能、減少人員工作疲勞和操作失誤、提高生產效率和經濟效益都至關重要。民機駕駛艙人機界面作為連接飛機系統和飛行員的紐帶，成為飛行員與飛行系統進行交互的主要媒介，飛行員通過操控人機界面完成飛行任務。傳統的飛機駕駛艙人機界面設計主要關注與硬體設備空間布局相關的人機工程學問題，而較少考慮界面信息的認知與交互問題。隨著高速處理晶片、計算機圖形技術和多媒體技術的迅速發展，使用高清晰大屏幕的計算機綜合顯示設備和觸敏式控制界面取代傳統的機械式界面已成為新一代飛機駕駛艙設計的必然趨勢。具有靈活數據綜合和圖形顯示能力的數位化顯控技術一方面為優化人機界面和人機互動提供了條件，但另一方面，如果對界面的信息內容、信息組織和顯示方式的設計不合理，將增添飛行員的認知負荷，影響飛行安全。因此人們對駕駛艙人機界面的設計越來越重視，在設計過程中人類的想像也越來越大膽，但這一切的應用都是基於人機界面評價的程度，是否真的合理、如何綜合評價人機界面，既是一個難題也是一個必須研究的重要問題。
[0003]人機界面評價屬於系統工程的範疇，其實質是對大系統進行評價，是要結合所描述系統的特點，構造一個能從多個視角和層次客觀地反映系統的整體水平。民機駕駛艙人機界面評價是依據相關的設計準則及飛行員自身的體會判斷人機界面中飛行員與相關的顯示器、控制器以及輔助部件(如座椅等)的匹配關係的設計是否符合人機工程學的要求，進行人機界面評價既能幫助判斷現有人機界面的總體及各構成要素的狀態，也能藉此發現設計中存在的問題，以便及時反饋給設計部門進行修改。由於民機駕駛艙涉及眾多因素且各因素之間存在複雜關係，而常見評價方法中的因素往往只是根據經驗或者從收集的相關資料中進行選擇，這將導致評價因素的選擇過程產生可信度不高、人機環三大要素很難全部列出、列出的部分因素與人機界面評價無關等問題。因此，要使人機界面系統達到合理的要求，必須要有一個合適的評價手段。目前，民機駕駛艙人機界面的評價在國外得到了充分的應用和發展，波音和空客公司已有一套成型和配套的人機界面評價方法，但鑑於技術敏感性未見公開報導。國內關於人機界面的評價多採用定性分析和虛擬仿真的方法，定量的分析研究較少，沒有形成系統綜合的評價方法。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術在評價過程存在決策過程的隨機性、參評人員主觀上的不確定性以及其認識上的模糊性等不足，本發明提出了一種基於BP神經網絡(Back-PiOpagationNeural Network)的民機駕駛艙人機界面綜合評價方法。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案包括以下步驟:
[0006]I)使用綜合法、分析法、複合法或指標屬性分組法選取人機界面的評價指標，評價指標包括總體布局、顯示信息、顯示畫面、控制器及重要性原則、功能相近性、使用頻率原貝U、使用順序一致性、視角合理性、準確性、信息數量、重要信息的突出性、信息易理解性、信息可接受性、險情信號易察覺性、畫面布局合理性、顏色合理性、字符設計的合理性、圖標設計的合理性、刻度儀表的形式尺寸、儀表刻度設計的合理性、元件極限操作位置的科學性、功能分區明確性、重要操縱器放置的合理性和操縱舒適性；
[0007]2)確定民機駕駛艙人機界面綜合評價指標體系，包括:E—民機駕駛艙人機界面評價，B1 一總體布局，B2一顯不彳目息，B3一顯不畫面，B4一控制器，C1 一重要性原則，C2一功能相近性，C3—使用頻率原則，C4一使用順序一致性，C5—視角合理性，C6—準確性，c7—信息數量，C8一重要彳目息的突出性，C9一彳目息易理解性，Cltl一/[目息可接受:性，C11 一險情/[目號易察覺性，C12—畫面布局合理性，C13—顏色合理性，C14一字符設計的合理性，C15—圖標設計的合理性，C16—刻度儀表的形式尺寸，C17—儀表刻度設計的合理性，C18—元件極限操作位置的科學性，C19一功能分區明確性，C2tl—重要操縱器放置的合理性，C21—操縱舒適性；
[0008]3)採用5級評語集優、良、中、差、劣對民機駕駛艙人機界面評價的各項指標進行等級劃分，確定其初始評分值；
[0009]4)根據民機駕駛艙人機界面評價體系對給定的人機界面樣本進行數據採集，各個指標的打分為輸入，評價結果為輸出，並將採集的N個數據樣本作為BP神經網絡的學習樣本
【權利要求】
1.一種民機駕駛艙人機界面綜合評價方法，其特徵在於包括下述步驟: 1)使用綜合法、分析法、複合法或指標屬性分組法選取人機界面的評價指標，評價指標包括總體布局、顯示信息、顯示畫面、控制器及重要性原則、功能相近性、使用頻率原則、使用順序一致性、視角合理性、準確性、信息數量、重要信息的突出性、信息易理解性、信息可接受性、險情信號易察覺性、畫面布局合理性、顏色合理性、字符設計的合理性、圖標設計的合理性、刻度儀表的形式尺寸、儀表刻度設計的合理性、元件極限操作位置的科學性、功能分區明確性、重要操縱器放置的合理性和操縱舒適性； 2)確定民機駕駛艙人機界面綜合評價指標體系，包括:E—民機駕駛艙人機界面評價，B1 一總體布局，B2一顯示信息，B3一顯示畫面，B4一控制器，C1 一重要性原則，C2—功能相近性，C3—使用頻率原則，C4一使用順序一致性，C5—視角合理性，C6—準確性，C7—信息數量，C8一重要信息的突出性，C9一信息易理解性，C10一信息可接受:性，C11 一險情信號易察覺性，C12—畫面布局合理性，C13—顏色合理性，C14一字符設計的合理性，C15 —圖標設計的合理性，C16—刻度儀表的形式尺寸，C17—儀表刻度設計的合理性，C18—元件極限操作位置的科學性，C19一功能分區明確性，C2tl—重要操縱器放置的合理性，C21—操縱舒適性； 3)採用5級評語集優、良、中、差、劣對民機駕駛艙人機界面評價的各項指標進行等級劃分，確定其初始評分值； 4)根據民機駕駛艙人機界面評價體系對給定的人機界面樣本進行數據採集，各個指標的打分為輸入，評價結果為輸出，並將採集的N個數據樣本作為BP神經網絡的學習樣本
【文檔編號】G06N3/02GK103761581SQ201310754544
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】曹璐, 張安, 湯志荔, 徐海玉 申請人:西北工業大學