● 摘要
民机驾驶舱的人机操作界面是保证飞行员安全完成飞行任务的重要交互节点,驾驶舱的人机环境对人的影响直接关系到飞行安全、工作绩效等方面。本文从飞行员的复杂的心理情感认知要素出发,探索驾驶舱人机操作界面对飞行员心理感性意向的影响,研究二者之间存在的内在规律,用于指导驾驶舱操作界面的设计。首先,本文对设计对象民机驾驶舱进行了研究,分析了驾驶舱的构成要素,并应用模糊评价理论提出了一个新的驾驶舱布局特征分析方法。紧接着对飞行员心理感性要素的内涵以及测量方法进行了研究,包括生理学测量法和心理学测量法。并建立了用于研究驾驶舱特征要素和飞行员心理感性意向相关性关系的研究流程,对流程中的关键技术进行了分析。其次,以驾驶舱正前主界面为例,对流程和方法进行详细的分析及验证。建立用于描述飞行员心理感性认知的六组形容词语汇空间,应用问卷调查和语义差异量表完成了感性意向的量化;建立驾驶舱正前主界面设计要素,包括三个特征项目下共十个类目;应用数量化Ⅰ型理论对设计要素和心理感性意向进行相关性统计分析。然后,根据数据分析结果,在六组数学模型中,有两组模型的拟合决定系数低于 0.7,参考价值较小,提出基于模糊数学的优化方法。对隶属度函数的五种确定方法进行分析研究,选用二元对比排序法对设计要素重新进行模糊量化评价,确定样本隶属于设计要素空间的隶属度值,进行相关性统计分析,优化后的模型决定系数均高于优化前,具有较高的可信度;进而,根据优化后的数学模型分析得到正前主界面的设计要素分别和六组感性意向的数学相关性。最后,建立飞行员对驾驶舱操作界面的感性意向评价模型,应用评价模型对国产民用大飞机 C919 的正前操作界面进行感性认知评价预测。并根据相关性分析实验结果,进行设计实践,建立一个具有特定感性意向的驾驶舱操作界面,根据 CATIA 人机工程分析模块,对飞行员的视野范围和双手活动范围进行分析,对驾驶舱三维模型进行布局设计,得到一个人机环和谐的驾驶舱。进而应用评价模型对设计方案进行评价;同时,让飞行员对设计方案进行评价,对比两个评价结果,证实评价模型的可信度。
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