[发明专利]一种基于匹配优度的盾构机主控室显控界面综合测试分析方法

说明书

本分明涉及一种基于匹配优度的盾构机主控室显控界面综合测试分析方法，属于人机交互技术领域。利用支配关系分解和逐层细化的方式选取主控室界面的主客观评价指标，进而建立主控室显控界面的综合评价指标体系；利用序关系法来确定主观指标权重，利用差异驱动原理来确定客观指标权重，考虑不确定信息的指标评价问题，引入了区间灰数聚类的方法，并结合灰色聚类分析法中的白化权函数，来构建隶属函数模型，计算显控界面的匹配优度值。本发明还通过眼动实验验证评价方法的有效性与合理性，本发明解决了现阶段盾构机主控室评价方法主观性强，评价指标权重分配不合理的问题，为主控室内显控界面的优化设计改进提供了一种有效的方法。

技术领域

本发明涉及一种基于匹配优度的盾构机主控室显控界面综合测试分析方法，属于人机交互技术领域。

背景技术

盾构机是地铁施工、过海/江隧道建设等重要工程的关键装备。其工作的地质环境复杂，要求盾构机驾驶员根据地质、工况信息的动态变化，实时调整操作，防止因碰到岩石等恶劣地质工况而造成主驱动系统受到冲击导致盾构机受损。因此，盾构机主控室人机界面的操纵与显示装置的布局是否合理，是驾驶员能否快速准确判断地质环境与工况信息而安全高效完成操作的关键。所以，本发明开展盾构机主控室人机界面有效评价研究，对于保证驾驶员对盾构机的监控效率、提高任务可靠性具有重要意义。

主控室显控界面的综合评价是多属性、多层次、多目标的复杂系统评价，目前，对于人机界面的综合评价，国内外已经在界面的功能性和人员认知特性角度上对界面评价取得了有效成果；对于评价理论的研究主要的有模糊集合理论、层次分析法以及人工神经网络。这些为解决具体显控界面评价提供了理论基础。但是目前的研究仍存在着不足，部分研究仅强调了界面的功能性，并且测试分析评价方法主观性强，评价指标权重分配不合理的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种基于匹配优度的盾构机主控室显控界面综合测试分析方法，以解决现有显控界面综合测试分析评价方法主观性强，评价指标权重分配不合理的问题。

为实现上述目的，本发明一种基于匹配优度的盾构机主控室显控界面综合测试分析方法通过以下步骤实现：

S1:通过现场实际多次测量的手段确定按钮、旋钮、操纵台、作业空间等指标的尺寸、间距、范围、倾角等参数，并将其作为客观指标数值。具体需要测量的指标如下：

B-控制界面

按钮直径B31、按钮工作行程B32、按钮高度B33、调节旋钮直径B41、调节旋钮高度B42、选择旋钮转角位移B41、选择旋钮高度 B42、选择旋钮长度B43、开关高度B51、开关顶端直径B52

C-控制台

垂直高度C11、按钮布置范围C12、台面倾角C21、控制台长C22、控制台斜面宽C23、控制器间距C31、每行/列相似元件数目C32、台面布置范围C33

D-作业空间

座面尺寸D11、扶手尺寸D12、腰靠尺寸D13、界面尺寸范围D21、各个界面长宽间距D22、界面间的夹角D23、倾角控制台的斜面宽D31、容膝空间D32、控制台高D33。

S2:采用差异驱动原理来确定客观指标权重，为保证指标数值的统一化处理，在评分前对客观指标数值进行标准化处理，接着以差异驱动原理确定客观指标的权重，标准化方法及权重确定公式为：

其中，f_x对应指标属性值越大评价指标越优，f_c对应指标属性值越小评价指标越优。

其中x_ij表示第i个评价对象在第个j评价指标取值，记作评价对象的正理想解，为为与的值越大，说明指标的权重越大。