复杂人机系统设计中认知工作分析理论、技术与应用研究进展

认知工作分析是人机系统设计中的一种重要研究方法.目前在航空、军事、交通运输、能源、石化和医疗等复杂人机系统领域开始得到了推广应用,它对于提高复杂人机系统的安全、扩展系统功能、提高人机交互的适应性、降低系统全生命周期的成本有着十分重要的意义.首先通过对国内外相关文献的总结,论述了认知工作分析理论体系中约束、生态内涵两个核心内容并阐述了两者之间的内在联系;随后详细分析了认知工作分析构建过程中的关键技术及其各维度建模工具的内涵和使用方法;最后针对复杂人机系统设计的发展,采用范围综述的方法对6个复杂人机系统领域内的223篇文献进行了研究,分析了认知工作分析在这些领域中的研究现状、应用中的优势以及在未来的发展趋势.     

基于行人运动模型的人群疏散三维仿真

以人群运动过程中人与人和人与建筑之间的相互作用为出发点,探讨了行人群集行为疏散模型及三维仿真问题.建立了一种基于人员行为细节的微观离散仿真模型,采用蒙皮动画和有限状态机技术实现对人物行为和人物模型细节状态的控制,可以实现人群疏散过程的动态三维可视化仿真.     

夜间机车驾驶环境中LCD眩光的分析与评价

眩光对司机室液晶显示设备的认读直接影响到人机交互的有效性和列车的行车安全.针对我国铁路干线机车夜间运行环境,对机车室内照明条件下车载液晶显示器(LCD)的眩光进行了测试,对机车夜间正常运行时车载液晶显示器上的眩光产生机理及其等级进行了综合分析,提出了机车夜间运行时室内光源及光照度布置的参考方案.     

机车新型闪烁灯光示警系统的性能实验研究

光信号示警受自然环境、气候、地段等的影响较小,尤其是在夜晚,示警效果高于声信号．新型闪烁示警灯光系统由头灯、一对具有闪烁功能的辅助照明灯组成“三角形”示警形状,并确定了灯碗散角、安装高度和间距等参数．通过实验,对灯光系统的性能进行研究,包括有效性验证、闪烁对司机眼疲劳的影响．结果表明,新型闪烁示警灯光系统的性能良好,兼顾了照明和示警的双重要求．     

视景仿真系统中三维地形的实时生成方法

三维地形是虚拟自然环境中不可缺少的因素,也是虚拟仿真领域中视景系统的重要组成部分.三维地形的巨大数据量一直是视景仿真研究中的难点与热点.本文提出用函数曲面来保存地形顶点数据,在渲染开始前预先载入和计算生成地形数据,而在渲染阶段则利用视点相关LOD(Level of Detail)模型来简化渲染数据,实现大规模地形网格的绘制.实验结果表明,该方法能有效减少实时绘制时的计算量,提高绘制速度,较好地保证了大规模三维地形的实时生成效果.     

基于模糊因素的车载显示屏人机工效评价

通过分析机车车载平面显示屏人机工效的影响参数,从显示屏本身的认知工效以及显示屏安装于司机室操纵台后的认知与操作工效两方面给出了一个针对机车驾驶环境的综合评价体系,并采用多目标模糊综合评价方法,建立了机车车载平面显示屏工效学模糊综合评价模型,该模型可对机车车载平面显示屏人机工效进行较为客观的综合评价.最后针对中国干线铁路机车DF11型机车车载显示屏进行了实例研究.     

车载仪表仿真的形态逼真度研究

虚拟车载仪表系统是列车车载智能显示终端人机交互界面的重要组成部分.针对现有车载智能终端虚拟仪表呈现方式复杂,再现精度要求高的特点,在分析轨道车辆车载仪表显示特点的基础上,定义了仪表仿真形态逼真度的概念及内涵,建立了基于实时绘制、图像旋转的复杂元素运动算法,提出了指针表盘耦合误差修正、图像旋转失真修正两种形态逼真度误差修正方法,提高了车载仪表仿真的形态逼真度.最后以动车组DMI等车载仪表为例对算法进行了验证.仿真结果表明:通过上述方法实现的仪表效果具有很高的形态逼真度,能有效地实现我国现有车载仪表中全部的显示效果,具有很强的工程实用性和通用性.     

动车组司机室人机几何适配性设计规范应用研究

从人机工程学角度出发,针对驾驶座椅选择、驾驶空间设计与驾驶视野校核等方面的几何适配性问题展开讨论,明确了CRH系列动车组司机室人机几何适配性设计所遵循的标准.得到的结论可用于CRH动车组司机室几何适配性设计中,为贯彻UIC 651的相关规范提供方法保障.     

基于多资源理论的脑力负荷评价方法

从人的信息处理方式着手探讨脑力负荷产生原因,提取可反映脑力负荷的4个方面指标,然后对分析的工作任务进行逐层分析和归类,用视觉、听觉、认知和运动反应4个信息处理源下的28种行为要素序列进行描述;继而分别从同时进行的行为数、任务难度、同信息源冲突、同处理阶段冲突4个方面指标对行为序列进行评价,以得到操作任务的工作负荷.并以地铁二号线司机宣武门到长椿街段驾驶任务为例研究验证方法的有效性.结果表明,本方法能够描述整个工作过程中脑力负荷的变化情况,并寻找出致使负荷高的原因.     

传动系统的冗余可靠性优化

传动系统的冗余可靠性优化曾励方卫宁秦大同骆颖传动系统的冗余可靠性优化@曾励@方卫宁@秦大同@骆颖...