飛機駕駛艙人機工效設計與綜合評估關鍵技術.pdf

1、在科學技術不斷發(fā)展的背景下，人們對產(chǎn)品的各項指標都提出了越來越高的要求，作為影響產(chǎn)品體驗的重要因素，人機工效也得到了越來越多的重視，人機工效設計與評估已逐漸成為產(chǎn)品開發(fā)過程中的重要組成部分。在航空領域，由于設計與制造技術的進步，飛機產(chǎn)品的功能性問題逐步減少，而人機工效問題逐漸被凸顯出來，如何有效的提升飛機駕駛艙的人機工效性能，提升飛行員舒適性與飛行任務執(zhí)行效率，降低因人機工效問題引發(fā)的事故率已成為飛機產(chǎn)品開發(fā)過程中亟需解決的問題。因此，

2、人機工效逐漸得到了眾多飛機設計機構的重視，在飛機駕駛艙的設計與評估過程中占據(jù)了越來越重要的地位。然而飛機駕駛艙是結構與功能都非常復雜的系統(tǒng)，現(xiàn)有的人機工效設計與評估方法僅能夠在局部發(fā)揮一定的作用，缺乏系統(tǒng)的、綜合的理論與方法，不能滿足日益增長的設計與評估需求。
　　本文依托“飛機駕駛艙人機工效評估與設計技術研究”項目，從飛機駕駛艙人機工效設計與綜合評估出發(fā)，在對人體姿勢預測技術、人機工效可視化技術、社團結構分析技術以及人機工效綜合

3、評估技術等相關關鍵技術研究的基礎上，構建了飛機駕駛艙人機工效設計與綜合評估系統(tǒng)框架，并提出了相應的解決方案。本文的主要工作如下：
　?。?）通過分析飛機駕駛艙人機工效設計與綜合評估涉及的因素，提出了人機工效設計與綜合評估的體系框架，確定了其主要研究內(nèi)容及關鍵技術。在人機工效設計方面，分別從飛機駕駛艙交互界面、顯示控制裝置層面出發(fā)，對比研究了人機工效數(shù)據(jù)可視化、顯示控制裝置關聯(lián)關系分析相關理論方法；在人機工效評估方面，從飛機駕駛艙設

4、計方案綜合評估出發(fā)，分析了綜合評估相關理論，從而確立了人機工效設計與綜合評估的理論體系。
　?。?）在人機工效設計方面，運用統(tǒng)計學方法實現(xiàn)了人體尺寸的預測，通過改進遺傳算法，實現(xiàn)了三維空間人體姿勢的預測，進而運用舒適性評估方法實現(xiàn)了舒適性參數(shù)的求解，最后提出了飛機駕駛艙人機工效數(shù)據(jù)可視化的方法，實現(xiàn)了視域、可達域及舒適性參數(shù)等人機工效數(shù)據(jù)的可視化，并給出了實例驗證；提出了飛機駕駛艙顯示控制裝置關聯(lián)關系的計算方法，運用主觀與客觀評估

5、法獲取關聯(lián)關系并構建復雜網(wǎng)絡，研究并改進了利用GN（Girvan-Newman）算法和CNM（Clauset-Newman-Moore）算法對所構建的飛機駕駛艙顯示控制裝置復雜網(wǎng)絡進行社團結構分析的方法，實現(xiàn)了社團結構求解，通過實例驗證了方法的有效性。
　?。?）在人機工效綜合評估方面，研究了人機工效綜合評估的相關因素，構建了人機工效綜合評估體系，結合多種人機工效評估途徑提出了人機工效綜合評估流程，運用多屬性決策理論將軟硬件客觀評

6、估數(shù)據(jù)及專家主觀評估數(shù)據(jù)進行了整合，實現(xiàn)了對飛機駕駛艙人機工效性能的多途徑綜合評估。
　?。?）在對飛機駕駛艙人機工效設計與綜合評估系統(tǒng)進行總體設計的基礎上，明確了系統(tǒng)的技術體系及功能模塊，提出了人機工效設計與綜合評估的解決方案。開發(fā)了飛機駕駛艙人機工效數(shù)據(jù)可視化子系統(tǒng)，實現(xiàn)了視域、可達域及舒適性參數(shù)的可視化；開發(fā)了飛機駕駛艙顯示控制裝置社團結構分析子系統(tǒng)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的導入、復雜網(wǎng)絡的構建及社團結構的求解；開發(fā)了飛機駕駛艙人機工效