一種基于任務(wù)時(shí)序反饋機(jī)制的指控艙席位劃分實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于人機(jī)工程學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種指控艙席位劃分和交互界面配置實(shí)驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]指揮控制艙室是空管、電站、工業(yè)生產(chǎn)線、化工、國防武器裝備等系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)人機(jī)交互功能的核心，是管控人員進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、任務(wù)通信以及問題處理等人機(jī)交互的重要場所。隨著科技的蓬勃發(fā)展，指控艙內(nèi)需求功能大幅增加，人機(jī)界面需要擔(dān)負(fù)的人機(jī)交互任務(wù)也在大幅度的增加，需要完成交互任務(wù)的操控席位也需相應(yīng)增加。例如防空導(dǎo)彈指控艙的常規(guī)的席位劃分有攔截、引導(dǎo)、跟蹤、發(fā)射、指揮等多個(gè)控制席位來共同完成對(duì)作戰(zhàn)目標(biāo)的數(shù)量、飛行高度、飛行速度、航跡等空情信息的分析，對(duì)待發(fā)射導(dǎo)彈狀態(tài)參數(shù)檢查，并迅速的判斷作戰(zhàn)目標(biāo)的威脅程度，完成跟蹤以及攻擊等復(fù)雜操作控制指令，這一類系統(tǒng)最典型的是某型防空反導(dǎo)系統(tǒng)，其營級(jí)指控艙人員配置6人，系統(tǒng)能同時(shí)掌握70個(gè)目標(biāo)，自動(dòng)選出24批威脅最大的目標(biāo)分配給4個(gè)發(fā)射連的制導(dǎo)站，并能同時(shí)對(duì)其中6個(gè)目標(biāo)進(jìn)行攻擊，導(dǎo)彈發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間15秒；而美國PAC-3導(dǎo)彈系統(tǒng)AN/MSQ-104作戰(zhàn)控制艙中只有3名操作員，分別管理兩個(gè)控制臺(tái)和一個(gè)擁有三個(gè)無線電中繼終端的通訊站，系統(tǒng)采用人機(jī)交互的方式，可以由計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別和優(yōu)先級(jí)排序，也可以由交戰(zhàn)控制站和計(jì)算機(jī)完全自主控制整個(gè)作戰(zhàn)，能同時(shí)跟蹤100個(gè)目標(biāo)，同時(shí)攻擊9個(gè)目標(biāo)，系統(tǒng)最短反應(yīng)時(shí)間15秒。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩者由于采用的技術(shù)不盡相同，在完成相似任務(wù)的條件下，后者人員配置比前者少，可推測其任務(wù)分配方式、交互界面、協(xié)同方式等也隨之產(chǎn)生較大差異；同時(shí)，在如此短的時(shí)間內(nèi)處理大量信息并作出判斷，其人機(jī)交互協(xié)同過程的要求程度也會(huì)非常高。直觀判斷，人員協(xié)同效率和操控效率會(huì)隨著系統(tǒng)的優(yōu)化整合和人員配置的適當(dāng)減少而得到一定的提高。如何在高密度、高強(qiáng)度信息量和短時(shí)間操控條件下的多席位多任務(wù)協(xié)同人機(jī)交互任務(wù)中，處理好任務(wù)的人機(jī)分工，管控人員的席位的劃分和布局、各席位顯示控制系統(tǒng)人機(jī)交互界面和協(xié)同關(guān)系，將直接影響相應(yīng)核心系統(tǒng)的效能。這些問題的解決必然需要進(jìn)行合理的試驗(yàn)檢測來為不同技術(shù)層次的指控系統(tǒng)設(shè)備提供數(shù)據(jù)理論支撐，進(jìn)而提高人機(jī)系統(tǒng)的操控效能。
[0003]其中，任務(wù)的人機(jī)分工會(huì)隨著科技自動(dòng)化水平的不斷發(fā)展而不斷變化，進(jìn)而影響管控人員席位劃分布局及其對(duì)應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)人機(jī)交互界面和協(xié)同關(guān)系。指控艙的席位劃分實(shí)質(zhì)是人機(jī)功能分配和布局問題，該問題是一個(gè)復(fù)雜的、較難處理的問題，目前還沒有一個(gè)系統(tǒng)的、可普遍采用的席位劃分決策方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于任務(wù)時(shí)序反饋機(jī)制的指控艙席位劃分實(shí)驗(yàn)方法。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0006]根據(jù)任務(wù)輸出機(jī)制和測評(píng)辦法對(duì)交互試驗(yàn)臺(tái)所需的交互界面進(jìn)行初始化設(shè)計(jì)得到設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案通過交互方式處理軟件和2D或3D界面軟件進(jìn)行任務(wù)交互軟件界面編程，建立分布時(shí)序任務(wù)交互界面軟件系統(tǒng)，將軟件系統(tǒng)植入測試設(shè)備中，測試設(shè)備包括總機(jī)工作站、局域網(wǎng)關(guān)以及測試客戶端，總機(jī)工作站通過局域網(wǎng)關(guān)與測試客戶端進(jìn)行任務(wù)界面發(fā)布和信息接收處理，然后總機(jī)工作站分析測試結(jié)果，若不滿足設(shè)計(jì)或測試要求，則返回優(yōu)化任務(wù)輸出機(jī)制和界面設(shè)計(jì)，最終得到多席位指控艙任務(wù)規(guī)劃機(jī)制、界面因素集(界面元素的內(nèi)容、形式和顯示時(shí)序所構(gòu)成的集合)、界面發(fā)布機(jī)制和席位配置布局。
[0007]所述任務(wù)輸出機(jī)制包括任務(wù)類型、環(huán)境類型、反應(yīng)類型、席位安排布局(即席位安排和艙室布局)和任務(wù)時(shí)序五個(gè)方面，任務(wù)類型根據(jù)指控艙席位實(shí)際需要的任務(wù)提??；環(huán)境類型包括噪聲、振動(dòng)、光照以及溫度；反應(yīng)類型根據(jù)設(shè)備的現(xiàn)代化科技水平劃分為機(jī)械化、信息半自動(dòng)化、智能半自動(dòng)化和智能自動(dòng)化四個(gè)水平；席位安排布局則根據(jù)具體總?cè)蝿?wù)量進(jìn)行劃分；將任務(wù)類型、環(huán)境類型、反應(yīng)類型以及席位安排布局的組合類型參照已有行業(yè)或?qū)嶋H工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行初始化排布得到任務(wù)時(shí)序。
[0008]所述測評(píng)辦法根據(jù)任務(wù)發(fā)布時(shí)序確立的反饋操作信號(hào)和同時(shí)產(chǎn)生的生理信號(hào)進(jìn)行評(píng)定，發(fā)布的每個(gè)子任務(wù)都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的反饋交互操作，通過設(shè)置最佳反應(yīng)時(shí)刻和反應(yīng)時(shí)間段，并以此設(shè)置分值高斯分布或其他分布，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)反饋操作信號(hào)的測評(píng)；測評(píng)過程涵蓋整個(gè)任務(wù)發(fā)布過程，每個(gè)子任務(wù)都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的反饋操作，總機(jī)工作站的任務(wù)處理分析系統(tǒng)對(duì)每個(gè)時(shí)序、時(shí)刻同步取值，得到全任務(wù)時(shí)序分值分布，再利用層次分析法或模糊評(píng)價(jià)法對(duì)各時(shí)間節(jié)點(diǎn)分值數(shù)據(jù)和整體分值數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到分析結(jié)果和優(yōu)化方案。
[0009]所述測評(píng)辦法中采集的內(nèi)容包括任務(wù)發(fā)布過程中得到的反饋操作信號(hào)得分和同時(shí)產(chǎn)生的生理信號(hào)得分，反饋操作信號(hào)得分包括觸發(fā)有效得分或觸發(fā)錯(cuò)誤得分中的至少一種，生理信號(hào)得分包括腦電信號(hào)得分或其他生理監(jiān)測信號(hào)得分中的至少一種。
[0010]所述交互界面包括任務(wù)發(fā)布界面以及反饋交互界面。
[0011]所述總機(jī)工作站具備信號(hào)輸出、反饋信號(hào)接收和信號(hào)分析處理及顯示功能；局域網(wǎng)關(guān)提供總機(jī)工作站與測試客戶端的信息交互接口 ；測試客戶端包括若干對(duì)應(yīng)的交互試驗(yàn)臺(tái)、信號(hào)測試設(shè)備以及獨(dú)立ID端口。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]本發(fā)明所述基于任務(wù)時(shí)序反饋機(jī)制的指控艙席位劃分實(shí)驗(yàn)方法，包括任務(wù)輸出機(jī)制、測評(píng)辦法、界面設(shè)計(jì)機(jī)制、測試設(shè)備模型和信息發(fā)布反饋機(jī)制五個(gè)交融機(jī)制，為多席位艙室任務(wù)發(fā)布反饋機(jī)制、席位劃分、交互界面形式等測試工作提供參考解決辦法，進(jìn)而提高復(fù)雜機(jī)電設(shè)備人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)界面反應(yīng)效率，優(yōu)化人員配置、界面配置和交互界面的協(xié)同效率，可用于空管、電站、工業(yè)線、化工、核電等領(lǐng)域相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測試活動(dòng)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)總框圖。
[0015]圖2為系統(tǒng)具體實(shí)施系統(tǒng)圖。
[0016]圖3為任務(wù)串并行描述簡化模型。
[0017]圖4為任務(wù)時(shí)序處理過程。
[0018]圖5為測試簡要模型。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明提供一種基于任務(wù)時(shí)序反饋機(jī)制的指控艙席位劃分實(shí)驗(yàn)方法，其總體實(shí)施辦法如圖1所示，具體實(shí)施過程如圖2所示。
[0021]本發(fā)明方法包括任務(wù)輸出機(jī)制、測評(píng)辦法、界面設(shè)計(jì)機(jī)制、測試設(shè)備模型和信息反饋機(jī)制五個(gè)相互關(guān)聯(lián)嵌套的部分。任務(wù)輸出機(jī)制和測評(píng)辦法主要是為任務(wù)界面編輯提供搭建系統(tǒng)框架，界面設(shè)計(jì)機(jī)制則具體進(jìn)行界面元素集的搜集整理和時(shí)機(jī)配置過程；測試設(shè)備模型主要是指測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)及其信號(hào)采集裝置的物理硬件和軟件配置過程；信息發(fā)布反饋機(jī)制主要是指測試過程中對(duì)測試數(shù)據(jù)處理后對(duì)系統(tǒng)的反饋調(diào)整過程。
[0022]任務(wù)輸出機(jī)制主要包括任務(wù)類型、環(huán)境類型、反應(yīng)類型、席位安排布局和任務(wù)時(shí)序五個(gè)方面。任務(wù)類型將根據(jù)實(shí)際需要的任