一种基于任务时序反馈机制的指控舱席位划分实验方法
【技术领域】
[0001]本发明属于人机工程学技术领域，涉及一种指控舱席位划分和交互界面配置实验方法。
【背景技术】
[0002]指挥控制舱室是空管、电站、工业生产线、化工、国防武器装备等系统中担负人机交互功能的核心，是管控人员进行设备运行状态监控、任务通信以及问题处理等人机交互的重要场所。随着科技的蓬勃发展，指控舱内需求功能大幅增加，人机界面需要担负的人机交互任务也在大幅度的增加，需要完成交互任务的操控席位也需相应增加。例如防空导弹指控舱的常规的席位划分有拦截、引导、跟踪、发射、指挥等多个控制席位来共同完成对作战目标的数量、飞行高度、飞行速度、航迹等空情信息的分析，对待发射导弹状态参数检查，并迅速的判断作战目标的威胁程度，完成跟踪以及攻击等复杂操作控制指令，这一类系统最典型的是某型防空反导系统，其营级指控舱人员配置6人，系统能同时掌握70个目标，自动选出24批威胁最大的目标分配给4个发射连的制导站，并能同时对其中6个目标进行攻击，导弹发射准备时间15秒；而美国PAC-3导弹系统AN/MSQ-104作战控制舱中只有3名操作员，分别管理两个控制台和一个拥有三个无线电中继终端的通讯站，系统采用人机交互的方式，可以由计算机辅助进行目标识别和优先级排序，也可以由交战控制站和计算机完全自主控制整个作战，能同时跟踪100个目标，同时攻击9个目标，系统最短反应时间15秒。对比发现，两者由于采用的技术不尽相同，在完成相似任务的条件下，后者人员配置比前者少，可推测其任务分配方式、交互界面、协同方式等也随之产生较大差异；同时，在如此短的时间内处理大量信息并作出判断，其人机交互协同过程的要求程度也会非常高。直观判断，人员协同效率和操控效率会随着系统的优化整合和人员配置的适当减少而得到一定的提高。如何在高密度、高强度信息量和短时间操控条件下的多席位多任务协同人机交互任务中，处理好任务的人机分工，管控人员的席位的划分和布局、各席位显示控制系统人机交互界面和协同关系，将直接影响相应核心系统的效能。这些问题的解决必然需要进行合理的试验检测来为不同技术层次的指控系统设备提供数据理论支撑，进而提高人机系统的操控效能。
[0003]其中，任务的人机分工会随着科技自动化水平的不断发展而不断变化，进而影响管控人员席位划分布局及其对应的显示控制系统人机交互界面和协同关系。指控舱的席位划分实质是人机功能分配和布局问题，该问题是一个复杂的、较难处理的问题，目前还没有一个系统的、可普遍采用的席位划分决策方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种基于任务时序反馈机制的指控舱席位划分实验方法。
[0005]为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0006]根据任务输出机制和测评办法对交互试验台所需的交互界面进行初始化设计得到设计方案，设计方案通过交互方式处理软件和2D或3D界面软件进行任务交互软件界面编程，建立分布时序任务交互界面软件系统，将软件系统植入测试设备中，测试设备包括总机工作站、局域网关以及测试客户端，总机工作站通过局域网关与测试客户端进行任务界面发布和信息接收处理，然后总机工作站分析测试结果，若不满足设计或测试要求，则返回优化任务输出机制和界面设计，最终得到多席位指控舱任务规划机制、界面因素集(界面元素的内容、形式和显示时序所构成的集合)、界面发布机制和席位配置布局。
[0007]所述任务输出机制包括任务类型、环境类型、反应类型、席位安排布局(即席位安排和舱室布局)和任务时序五个方面，任务类型根据指控舱席位实际需要的任务提取；环境类型包括噪声、振动、光照以及温度；反应类型根据设备的现代化科技水平划分为机械化、信息半自动化、智能半自动化和智能自动化四个水平；席位安排布局则根据具体总任务量进行划分；将任务类型、环境类型、反应类型以及席位安排布局的组合类型参照已有行业或实际工程标准进行初始化排布得到任务时序。
[0008]所述测评办法根据任务发布时序确立的反馈操作信号和同时产生的生理信号进行评定，发布的每个子任务都对应相应的反馈交互操作，通过设置最佳反应时刻和反应时间段，并以此设置分值高斯分布或其他分布，从而实现对反馈操作信号的测评；测评过程涵盖整个任务发布过程，每个子任务都对应相应的反馈操作，总机工作站的任务处理分析系统对每个时序、时刻同步取值，得到全任务时序分值分布，再利用层次分析法或模糊评价法对各时间节点分值数据和整体分值数据进行分析处理，得到分析结果和优化方案。
[0009]所述测评办法中采集的内容包括任务发布过程中得到的反馈操作信号得分和同时产生的生理信号得分，反馈操作信号得分包括触发有效得分或触发错误得分中的至少一种，生理信号得分包括脑电信号得分或其他生理监测信号得分中的至少一种。
[0010]所述交互界面包括任务发布界面以及反馈交互界面。
[0011]所述总机工作站具备信号输出、反馈信号接收和信号分析处理及显示功能；局域网关提供总机工作站与测试客户端的信息交互接口 ；测试客户端包括若干对应的交互试验台、信号测试设备以及独立ID端口。
[0012]本发明具有以下有益效果:
[0013]本发明所述基于任务时序反馈机制的指控舱席位划分实验方法，包括任务输出机制、测评办法、界面设计机制、测试设备模型和信息发布反馈机制五个交融机制，为多席位舱室任务发布反馈机制、席位划分、交互界面形式等测试工作提供参考解决办法，进而提高复杂机电设备人机系统人机界面反应效率，优化人员配置、界面配置和交互界面的协同效率，可用于空管、电站、工业线、化工、核电等领域相关的实验测试活动。
【附图说明】
[0014]图1为本发明系统总框图。
[0015]图2为系统具体实施系统图。
[0016]图3为任务串并行描述简化模型。
[0017]图4为任务时序处理过程。
[0018]图5为测试简要模型。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0020]本发明提供一种基于任务时序反馈机制的指控舱席位划分实验方法，其总体实施办法如图1所示，具体实施过程如图2所示。
[0021]本发明方法包括任务输出机制、测评办法、界面设计机制、测试设备模型和信息反馈机制五个相互关联嵌套的部分。任务输出机制和测评办法主要是为任务界面编辑提供搭建系统框架，界面设计机制则具体进行界面元素集的搜集整理和时机配置过程；测试设备模型主要是指测试实验台及其信号采集装置的物理硬件和软件配置过程；信息发布反馈机制主要是指测试过程中对测试数据处理后对系统的反馈调整过程。
[0022]任务输出机制主要包括任务类型、环境类型、反应类型、席位安排布局和任务时序五个方面。任务类型将根据实际需要的任