[发明专利]一种出错-认知与设计间的关联效应分析方法在审

专利信息
申请号: 201711222085.8 申请日: 2017-11-29
公开(公告)号: CN107957980A 公开(公告)日: 2018-04-24
发明(设计)人: 吴晓莉;陈艳;孔维杰;洪壮 申请(专利权)人: 河海大学常州校区
主分类号: G06F17/18 分类号: G06F17/18;G06N3/12
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司32200 代理人: 丁涛
地址: 213022 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 出错 认知 设计 关联 效应 分析 方法
【权利要求书】:

1.一种出错-认知与设计间的关联效应分析方法,用于信息系统交互界面,其特征包括如下步骤:

(1)根据任务、图标特点对交互界面进行功能区的划分,确定交互界面的操作规程,确定可能的出错方式,得到各功能区的出错概率;

(2)构建各功能区基于出错因子的层次结构评价模型,得到各功能区基于出错因子位置的位置重要度权重值;

(3)结合出错概率以及基于出错因子的权重值,得到各功能区的综合权重和排序;

(4)基于视觉感知强度理论建立视觉传达指数模型,采用遗传算法得到求解方案,为信息交互界面的优化提供依据。

2.根据权利要求1所述的一种出错-认知与设计间的关联效应分析方法,其特征在于,所述步骤(1)中的出错概率的确定,包括如下步骤:

(2-1)功能区的划分

确定适当的交互界面I,根据任务及图标特点对界面进行功能区(A、B、C……)的划分,即,I={A,B,C……};

(2-2)确定界面的操作规程

根据选定的交互界面,确定操作事件,并确定操作顺序,Step1、Step2、Step3……;

(2-3)确定各功能区的出错概率

根据操作规程,确定每一步可能发生的出错方式,根据CREAM法对出错进行归类,并得到每一步的基本出错概率,将与该功能区有关步骤的出错概率相加,即为该功能区的出错概率。

3.根据权利要求2所述的一种出错-认知与设计间的关联效应分析方法,其特征在于,所述步骤(2-3)中CREAM法的步骤如下:

步骤1:根据操作规程,确定该步骤所属功能区,确定每一步可能发生的出错方式;

步骤2:根据出错表征,确定出错类型,查询Hollnagel提出的认知出错概率基本预测表,得到该步骤的基本出错预测概率;

步骤3:将相同功能区的出错率相加,得到各功能区的出错概率。

4.根据权利要求1所述的一种出错-认知与设计间的关联效应分析方法,其特征在于,所述步骤(2)中的基于出错因子的各功能区位置重要度权重值的确定,包括如下步骤:

(4-1)建立层次结构评价模型树

建立交互界面的层次结构评价模型树,基于如下三个方面:出错预防,出错恢复,出错影响;

(4-2)确定基于出错因子的位置重要度权重值

根据上述评价模型树对各个功能区的每个因素进行评价,其中,评价尺度采用五标度法,即:

1——非常不满意;2——不满意;

3——中立;4——满意;5——非常满意

在功能区的权重计算时,取评价值的倒数,将各功能区的各项评价因素的评分取倒数后进行相加,作为各功能区的位置重要度权重值。

5.根据权利要求1所述的一种出错-认知与设计间的关联效应分析方法,其特征在于,所述步骤(3)中的视觉感知强度,包括如下步骤:

(5-1)最强视觉感知区的确定

确定人在对数字化界面进行监控时观察次数最多且观察时间最长的区域,作为视觉感知最强的区域,通过如下方法:

选取多种数字化界面为实验素材,模拟操作员监控数字化界面时的情景,采用眼动仪记录下操作员的眼动数据,分析眼动数据,确定视觉感知最强的区域;

(5-2)视觉感知强度的划分

以视觉感知最强的区域为圆心作n个同心圆,其半径呈等差数列,分为n个强度等级,强度等级权重取其等级的倒数;

(5-3)界面栅格化

将原始界面进行栅格化,用边长为a的小正方形进行网格划分;

(5-4)确定各功能区在各强度等级所占的面积

确定在遗传算法下的各种布局中,各功能区在各强度等级所占的面积,即格数;

(5-5)优化模型

i功能区的感知强度

视觉感知强度的人机交互界面布局优化模型:

其中,ri为i功能区的感知强度,Z为视觉传达指数,di为i功能区所在区域的强度等级权重,hi为i功能区基于出错因子的权重值,sij为功能区i分布在j强度等级的面积,即格数;

同时该模型需满足如下约束条件:

Σi=1nsij=sj]]>

Σj=1msij=si]]>

Σj=1msj=Σi=1ns]]>

(5-6)求解方法

采用遗传算法求出视觉传达指数最高的布局方式,具体求解方法如下:

(5-6-1)模型编码

采用功能区编号作为求解染色体的一个基因片段,可行的染色体编码为

P1:(a c f d k l g b e h Ij)

P2:(c g f a b d e h i j l k)

(5-6-2)染色体编码求解

①取基因段尚未进行布置的基因编码,根据该编码获取当前进行布置的视觉感知元素的di、sj的信息;

②根据视觉感知区域等级,由高到低,获取尚未布置的视觉感知元素的各视觉感知区域信息,根据面积匹配规则将视觉感知元素布置到该视觉感知区域;

③判断当前视觉感知区域是否能够完全布置该视觉感知元素,若不能,转步骤④;若能,转步骤⑤;

④获取下一等级视觉感知区域,与前序待布置视觉感知区域一起,根据面积匹配规则进行视觉感知元素布置,转步骤③;

⑤计算出该视觉感知元素布置完成后的rj值;

⑥判断当前编码所有染色体是否全部解码结束,是,则转步骤⑦,否则转步骤①;

⑦根据计算的各结果,获取当前染色编码的Z值,并获取各视觉感知元素在各感知区域的分布信息,完成单个染色体的求解计算。

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