[发明专利]一种显控布局验证与优化方法及平台

说明书

一种显控布局验证与优化方法，包括：基于多组样本显控布局参数，分别利用人机工效测试方法，得到多组样本统计值；建立样本显控布局参数与样本统计值的初始函数；基于对标显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到对标统计值；将对标统计值代入初始函数，得到理论显控布局参数；基于理论显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到理论统计值；验证理论统计值是否优于或等于对标统计值；若是，则将理论显控布局参数作为优化显控布局参数，并输出；若否，则基于理论显控布局参数和理论统计值对初始函数进行调整以得到优化函数；将优化函数代替初始函数，返回步骤S4。本申请的方法实现了显控布局设计的迅速迭代与优化设计。

技术领域

本申请涉及航空电子系统技术领域，尤其涉及一种显控布局验证与优化方法及平台。

背景技术

驾驶舱是飞行员进行飞行操作的主要工作环境，同时也是飞行员与飞机进行人机交互的主要场所。驾驶舱设计成果将直接影响飞行员操作舒适性，并进一步影响驾驶安全性与可靠性。当代主流民航驾驶舱内部功能模块包括但不限于：航电显示控制系统(部分集成有电子飞行包)、多电控制与操纵负荷系统、断路与防火装置等，其中显示控制系统是驾驶舱的主要功能设备，是飞行员获取飞行器运行数据、掌握飞行器态势并进行相应反馈的主要媒介。显示控制系统的布局结构、显示方案与控制方式深刻地影响着飞行员获取飞行信息的姿态、飞行操控的动作与人机交互的效率，其设计与调整进程是驾驶舱设计工作的主要内容。

人为因素是影响飞行器运行效果与飞行安全的重要因素，而驾驶舱是飞行员进行飞行操作的主要工作环境。中国民航规章在多处条例中规范了驾驶舱对人为因素的影响，要求“驾驶舱及其设备”必须为飞行器操纵者提供“足够宽阔、清晰和不失真的视界”,必须保证“操作方便并防止混淆和误动”，以实现机组在执行职责时“不致过分专注或疲劳”。从宏观上划分，人为因素可分为生理人因(包括人体工学、环境人因等)与认知人因两大部分。

驾驶舱显示控制系统是驾驶舱的主要功能设备，是飞行员获取飞行状态和飞行信息的首要渠道。显示控制系统的布局结构、显示方案与控制方式影响着飞行过程中飞行员对飞行信息的专注程度与飞行操作疲劳程度，而其影响程度的度量值通常由人机工效测试给出。在仪表显示界面布置方面，其一般遵循一定的设计准则：

1.重要性准则：重要的显示内容与按键需要位于易于观察的视觉区域；

2.使用顺序准则：对于被用于同一飞行操作流程的控制器或显示器，其在物理上也应按同一的顺序进行排列布置；

3.使用频率准则：按键或显示界面的使用/扫视频率应与操作区/可视区的优越性成正比；

4.兼容性准则：功能相同或相关的控制/显示项目应置于同一操作区/可视区，以方便使用者明了其相互关联。

在利用人体工学原理获得了驾驶舱初始布局后，其距离最终的商用布局还有一段很长了迭代周期与步骤，即不断的将最新版本的布局结构应用在飞行仿真驾驶舱或者真机上，以人机工效测试评估结果(或称认知人因)为依据不断进行布局调整。人机工效测试的主要内容是工作负荷测量，其主要包括三大类测量方法：

1.主观评价法：利用操作者在任务过程中的切身感受对任务难度、压力及努力程度等被测项进行量化，典型的量化评价表包括一维评价量表(如改进的Cooper Harper量表、Bedford量表等)和多维评价量表(如SWAT量表、NASA-TLX量表和Workload ProfileTechnique量表等)；

2.绩效测量法：利用工作负荷对任务绩效的影响，可以利用主任务绩效测量法和次任务绩效测量法等，通过最终绩效反推工作负荷程度；

3.生理测量法：利用神经系统在面对认知需求和环境变化时的相关应激反应所表征出来的生理信号波动，作为工作负荷的评价输入信号。