显示界面多维视觉编码综合评价模型

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1、2015年6月北京航空航天大学学报June2015第41卷第6期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．41No．6http：ffbhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．enDOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2014．0428显示界面多维视觉编码综合评价模型肖旭，完颜笑如8，庄达民(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：为预测与评估多维视觉编码对飞行员信息

2、辨识的影响，在大量已有单维视觉编码研究的基础上，采用元分析和综合绩效法对显示界面上的多维视觉编码进行归一量化，结合Gl法所确定的权重系数并运用模糊加权平均算子，建立了一种新的显示界面多维视觉编码综合评价数学模型．为了验证模型的效度，对波音和空客界面进行了综合评价，据此设计出优化界面，采用22名被试在不同显示界面下开展仪表监视实验，并采用了主观评价法、任务绩效评价法和生理评价法(包括眼动追踪测量和心电图时域指标测量)3种方法记录实验数据．综合测评结果表明：模型的理论预测值与多种实验方法测量结果显著

3、相关，优化界面更利于被试完成信息辨识任务．显示界面多维视觉编码综合评价模型的提出对指导飞机驾驶舱显示界面的设计具有一定的参考价值．关键词：显示界面；视觉编码；综合评价模型；生理测评；人机工效中图分类号：R857．1；B842．1文献标识码：A文章编号：1001-5965(2015)06—1012-07用不同的视觉刺激或刺激属性表示不同含义的方法称为视觉编码⋯．在现代飞机驾驶舱中，选用合适的视觉编码可使飞行员从众多飞行信息中进行迅速、准确的识别．现有的适航条例、国军标和飞机设计手册等为飞机驾驶舱界

4、面设计提供了设计原则和设计方法．然而，这些原则和方法一般来源于经验数据和定性化分析，多依赖于调查问卷、仿真实验或报告系统¨1．因此，对于显示界面的优化设计，缺乏能够提前预测及评估其优劣的定量化数学模型”1．国内外学者对飞机显示界面上单维或多维视觉编码进行了一些研究．例如文献[4-5]评估了显示大小和信息突显性对飞行控制、空域监视和目标搜索等飞行任务的影响．文献[6-14]开展了不同字符的颜色、位置、形状、大小等的辨识绩效仿真与实验．这些研究积累了大量的实验数据并对显示界面中视觉编码的优化设计提供

5、了有价值的研究结果．但在实际应用中，显示界面的信息辨识受到多种视觉编码的综合影响，如何将不同种类的视觉编码进行统一量化是需要解决的问题．文献[3]将影响航空界面设计的8种显示格式采用并合性能单元(AmalgamatedPerformanceUnits，APUs)进行归一量化，并通过线性相加建立了显示格式与情景意识模型(DisplayFormattingandSituationAwarenessModel，DFSAM)，用来指导航空显示界面设计．但该方法在应用上存在一定局限性：首先，模型中提出的A

6、PU方法缺乏等级划分的依据；其次，模型所采用的线性相加方法没有考虑各显示格式对界面显示效果影响程度的权重．收稿日期：2014-07．17；录用日期：2014-10—24；网络出版时间：2014-12—1714：25网络出版地址：WWW．enki．net／kems／detail／11．2625．V．20141217．1425．009．html基金项目：国家重点基础研究发展计划(2010CB734104)；高等学校博士学科点专项科研基金(20121102120013)作者简介：肖旭(1990一)，女

7、，湖北荆州人，博士研究生，xiaoxu@ase．buaa．edu．cn}通讯作者：完颜笑如(1981一)，女，河北涿州人，讲师，wanyanxiaoru@buaa．edu．ell，主要研究方向为人机工效．jf用格式：肖旭，完颜笑如，庄达民．显示界面多维视觉编码综合评价模型fJJ．北京航空航天大学学报，2015，41(6)：1012—1018XiaoX．WanyanXR．ZhuangDM．Comprehensiveevaluationmodelofmultidimensionalvisualcod

8、ingondisplayinterface【】]JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2015，4Jf6)：1012—1018(inChinese)．第6期肖旭，等：显示界面多维视觉编码综合评价模型1013本文选取9种视觉编码为评价对象，采用元分析"1与综合绩效赋值法归一量化各视觉编码综合评价特征值来建立显示界面多维视觉编码综合评价模型．模型中各视觉编码的权重系数采用Gl法¨纠求解，并运用模糊加权平均算子¨纠计算出最终评价结