飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工效設(shè)計(jì)與綜合評(píng)估關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，人們對(duì)產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)都提出了越來(lái)越高的要求，作為影響產(chǎn)品體驗(yàn)的重要因素，人機(jī)工效也得到了越來(lái)越多的重視，人機(jī)工效設(shè)計(jì)與評(píng)估已逐漸成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要組成部分。在航空領(lǐng)域，由于設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的進(jìn)步，飛機(jī)產(chǎn)品的功能性問(wèn)題逐步減少，而人機(jī)工效問(wèn)題逐漸被凸顯出來(lái)，如何有效的提升飛機(jī)駕駛艙的人機(jī)工效性能，提升飛行員舒適性與飛行任務(wù)執(zhí)行效率，降低因人機(jī)工效問(wèn)題引發(fā)的事故率已成為飛機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中亟需解決的問(wèn)題。因此，

2、人機(jī)工效逐漸得到了眾多飛機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的重視，在飛機(jī)駕駛艙的設(shè)計(jì)與評(píng)估過(guò)程中占據(jù)了越來(lái)越重要的地位。然而飛機(jī)駕駛艙是結(jié)構(gòu)與功能都非常復(fù)雜的系統(tǒng)，現(xiàn)有的人機(jī)工效設(shè)計(jì)與評(píng)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(zhǎng)的設(shè)計(jì)與評(píng)估需求。
　　本文依托“飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工效評(píng)估與設(shè)計(jì)技術(shù)研究”項(xiàng)目，從飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工效設(shè)計(jì)與綜合評(píng)估出發(fā)，在對(duì)人體姿勢(shì)預(yù)測(cè)技術(shù)、人機(jī)工效可視化技術(shù)、社團(tuán)結(jié)構(gòu)分析技術(shù)以及人機(jī)工效綜合

3、評(píng)估技術(shù)等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工效設(shè)計(jì)與綜合評(píng)估系統(tǒng)框架，并提出了相應(yīng)的解決方案。本文的主要工作如下：
　?。?）通過(guò)分析飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工效設(shè)計(jì)與綜合評(píng)估涉及的因素，提出了人機(jī)工效設(shè)計(jì)與綜合評(píng)估的體系框架，確定了其主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)。在人機(jī)工效設(shè)計(jì)方面，分別從飛機(jī)駕駛艙交互界面、顯示控制裝置層面出發(fā)，對(duì)比研究了人機(jī)工效數(shù)據(jù)可視化、顯示控制裝置關(guān)聯(lián)關(guān)系分析相關(guān)理論方法；在人機(jī)工效評(píng)估方面，從飛機(jī)駕駛艙設(shè)

4、計(jì)方案綜合評(píng)估出發(fā)，分析了綜合評(píng)估相關(guān)理論，從而確立了人機(jī)工效設(shè)計(jì)與綜合評(píng)估的理論體系。
　?。?）在人機(jī)工效設(shè)計(jì)方面，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法實(shí)現(xiàn)了人體尺寸的預(yù)測(cè)，通過(guò)改進(jìn)遺傳算法，實(shí)現(xiàn)了三維空間人體姿勢(shì)的預(yù)測(cè)，進(jìn)而運(yùn)用舒適性評(píng)估方法實(shí)現(xiàn)了舒適性參數(shù)的求解，最后提出了飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工效數(shù)據(jù)可視化的方法，實(shí)現(xiàn)了視域、可達(dá)域及舒適性參數(shù)等人機(jī)工效數(shù)據(jù)的可視化，并給出了實(shí)例驗(yàn)證；提出了飛機(jī)駕駛艙顯示控制裝置關(guān)聯(lián)關(guān)系的計(jì)算方法，運(yùn)用主觀與客觀評(píng)估

5、法獲取關(guān)聯(lián)關(guān)系并構(gòu)建復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，研究并改進(jìn)了利用GN（Girvan-Newman）算法和CNM（Clauset-Newman-Moore）算法對(duì)所構(gòu)建的飛機(jī)駕駛艙顯示控制裝置復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行社團(tuán)結(jié)構(gòu)分析的方法，實(shí)現(xiàn)了社團(tuán)結(jié)構(gòu)求解，通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了方法的有效性。
　?。?）在人機(jī)工效綜合評(píng)估方面，研究了人機(jī)工效綜合評(píng)估的相關(guān)因素，構(gòu)建了人機(jī)工效綜合評(píng)估體系，結(jié)合多種人機(jī)工效評(píng)估途徑提出了人機(jī)工效綜合評(píng)估流程，運(yùn)用多屬性決策理論將軟硬件客觀評(píng)

6、估數(shù)據(jù)及專家主觀評(píng)估數(shù)據(jù)進(jìn)行了整合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工效性能的多途徑綜合評(píng)估。
　?。?）在對(duì)飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工效設(shè)計(jì)與綜合評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，明確了系統(tǒng)的技術(shù)體系及功能模塊，提出了人機(jī)工效設(shè)計(jì)與綜合評(píng)估的解決方案。開(kāi)發(fā)了飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工效數(shù)據(jù)可視化子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了視域、可達(dá)域及舒適性參數(shù)的可視化；開(kāi)發(fā)了飛機(jī)駕駛艙顯示控制裝置社團(tuán)結(jié)構(gòu)分析子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及社團(tuán)結(jié)構(gòu)的求解；開(kāi)發(fā)了飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工效