协同操作过程中冲突测量方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种协同操作过程中冲突测量方法及其装置，装置包括物理框架、人机显控界面模块、测量模块和软件模块；物理框架功能为：支撑人机显示和控制界面、固定各测量指标参数设备和为协同成员建立模拟场景的整体物理机构框架。人机显控界面模块包括：包括显示装置和控制装置，功能为显示任务信息，成员操作控制装置完成协同任务。测量模块包括：计时器、眼动仪和运动跟踪仪。本发明可定量测量协同操作中的冲突及类型；定量测量分析与冲突直接相关的主要参数指标；可以分析权衡与冲突相关因素，并指导和帮助多人协同操作显示和控制装置的设计和布局。可通过人的生理参数和任务操作参数的测量，提前提示成员间冲突将发生。
【专利说明】协同操作过程中冲突测量方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种协同操作过程中冲突测量方法及其装置，属于信息科学【技术领域】。
【背景技术】
[0002]飞机座舱、核电站控制室等许多操作任务是在时间压力下，由多名操作者(一般都是2人及2人以上)协同操作完成。多人协同完成操作任务过程中必然会伴随有冲突，冲突的发生很大程度上影响着协同工作绩效，甚至有时会带来安全问题。据统计，在航空事故中每年约20%以上的航空事故与飞行员的协同操作有关。特别是在时间压力下的协同操作任务，冲突成为影响团队操作与安全的重要因素之一。因此，解决协同操作过程中冲突问题，是提高多人协同操作绩效，保障操作顺利的重要环节。但目前，协同中冲突测量主要是主观分析评价，很难定量测量冲突及影响冲突的主要参数指标。
[0003]目前冲突主观分析评价主要存在下列不足:(I)在试验任务后或者打断操作任务才能进行分析测量，会影响冲突的测量结果；(2)主观评价依靠被试者回忆，不能够准确、定量分析测量冲突；(3)主观评价测量不能准确地定量分析测量影响冲突的指标。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决在时间压力下，多人协同操作过程中冲突的定量测量的技术问题，提出一种协同操作过程中冲突测量方法及装置。
[0005]本发明的测量方法为:
[0006]本发明的测量时间压力下协同操作中测量冲突的方法是基于建立的SAT (情境意识(Situation awareness)-动作(Action)-时间(Time)单元)单元模型，确定测量协同过程中与冲突相关3个指标，指标包括:时间指标、操作动作指标和情境意识指标，并根据冲突发生的原因，把冲突分为5类。
[0007]> I类冲突发生在需要2人协同操作的情景中，其中I人操作动作早于规定时间，而导致发生冲突；
[0008]> 2类冲突发生在需要2人协同操作的情景中，其中I人操作动作晚于规定的时间，而导致发生冲突；
[0009]> 3类冲突发生在需要2人协同操作的情景中，2人有动作但不在规定时间内或者出现动作操作干涉；
[0010]> 4类冲突发生在需要2人协同操作的情境中，其中I人或2人无操作动作；
[0011]> 5类冲突发生在不需要协同操作动作的情境中，其中I人或2人有操作动作。
[0012]在冲突单元模型中，需要测量指标包括:时间、操作动作和情境意识3类。根据研究为准确测量冲突，确定了指标的表示参数及其意义:
[0013]>时间指标参数包括:开始协同的时间和协同的持续时间。测量协同操作过程中，参与协同任务的成员开始协同操作的时间及协同操作持续时间，在SAT单元中与任务规定时间进行对比分析。
[0014]>动作指标参数包括:操作动作和动作极限范围。测量协同成员的操作动作，分析协同成员操作动作能否满足任务操作要求；测量成员动作极限范围，发现在协同过程中协同成员之间动作是否发生干涉。
[0015]>情境意识指标参数包括:注视区域和注视时间。测量协同成员的眼睛注视区域和注视时间，确定成员的情景意识。按协同任务要求，需要协同成员有操作或无操作的情景时，根据测量成员情景意识参数来判断是否满足任务要求情景。
[0016]上述指标既有与任务内容相关的指标，也有与人体生理参数相关的指标。指标参数的测量方法为:指标参数通过不同的测量模块来实现，时间指标参数利用计时器模块进行测量；动作指标参数利用运动跟踪仪进行测量；情境意识指标参数利用眼动仪进行测量。
[0017]冲突的计算方法:在测量冲突中建立SAT模型，模型个数为参与协同操作的人数，建立的SAT分别用来记录和分析协同操作所有成员的时间、运动和情境意识指标参数。通过装置及协同任务的实验，测量获得所有SAT单元模型的指标参数，通过分析和计算得到冲突的数目及冲突类型。
[0018]ti表示协同操作任务中第i个成员的操作时间:
[0019]
【权利要求】
1.一种协同操作过程中冲突测量装置，包括物理框架、人机显控界面模块、测量模块和软件模块； 物理框架支撑人机显控界面模块的显示装置和控制装置，固定各测量指标参数设备，为协同成员建立模拟场景的整体物理机构框架； 人机显控界面模块包括显示装置和控制装置，显示装置显示必要的协同任务信息和协同显示信息界面，控制装置是被操作人员操作来完成协同任务； 测量模块包括计时器、眼动仪和运动跟踪仪；测量的参数如下；计时器测量时间指标参数，指标参数包括:开始协同的时间和协同的持续时间；运动跟踪仪测量动作指标参数，指标参数包括:操作动作和动作极限范围；眼动仪测量情境意识指标参数，指标参数包括:注视区域和注视时间；；软件模块中建立SAT模型，测量模块将每个成员的时间指标参数、动作指标参数、情境意识指标参数输入至一个SAT模型，每个SAT模型中设有协同任务中规定的任务时间、操作动作和情境意识，将数据输出至SAT模型中，与协同任务中规定参数进行比较，获取冲突的数目及冲突类型；规定参数包括:规定的任务时间、操作动作和情境意识，SAT模型的个数为参与协同操作的人数，SAT模型中: Ti^ri表示协同操作任务中第i个成员的操作时间:
2.根据权利要求1所述的一种协同操作过程中冲突测量装置，显示装置根据真实的驾驶舱内人机界面情况及操作者的协同任务职责确定。
3.根据权利要求1所述的一种协同操作过程中冲突测量装置，控制装置根据真实的驾驶舱内人机界面情况及操作者的协同任务职责确定。
4.一种协同操作过程中冲突测量方法，包括以下几个步骤: 步骤一:设置物理框架、人机显控界面模块； 构建人机显控界面模块，包括显示装置和控制装置，显示装置和控制装置根据试验要求和协同任务要求确定；物理框架对人机显控界面模块的显示装置和控制装置进行支撑；协同任务中的成员通过人机显控界面模块进行协同任务模拟； 步骤二:根据协同任务中的成员，建立每个成员相对应的SAT模型； SAT模型的个数为参与协同操作的人数，SAT模型中: Ti^ri表示协同操作任务中第i个成员的操作时间:
【文档编号】G06Q10/06GK103679371SQ201310692718
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】孙晓辉, 赵竞全, 袁修干 申请人:北京航空航天大学