一种显控布局验证与优化方法及平台技术

一种显控布局验证与优化方法，包括：基于多组样本显控布局参数，分别利用人机工效测试方法，得到多组样本统计值；建立样本显控布局参数与样本统计值的初始函数；基于对标显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到对标统计值；将对标统计值代入初始函数，得到理论显控布局参数；基于理论显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到理论统计值；验证理论统计值是否优于或等于对标统计值；若是，则将理论显控布局参数作为优化显控布局参数，并输出；若否，则基于理论显控布局参数和理论统计值对初始函数进行调整以得到优化函数；将优化函数代替初始函数，返回步骤S4。本申请的方法实现了显控布局设计的迅速迭代与优化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种显控布局验证与优化方法及平台
本申请涉及航空电子系统
，尤其涉及一种显控布局验证与优化方法及平台。
技术介绍
驾驶舱是飞行员进行飞行操作的主要工作环境，同时也是飞行员与飞机进行人机交互的主要场所。驾驶舱设计成果将直接影响飞行员操作舒适性，并进一步影响驾驶安全性与可靠性。当代主流民航驾驶舱内部功能模块包括但不限于：航电显示控制系统(部分集成有电子飞行包)、多电控制与操纵负荷系统、断路与防火装置等，其中显示控制系统是驾驶舱的主要功能设备，是飞行员获取飞行器运行数据、掌握飞行器态势并进行相应反馈的主要媒介。显示控制系统的布局结构、显示方案与控制方式深刻地影响着飞行员获取飞行信息的姿态、飞行操控的动作与人机交互的效率，其设计与调整进程是驾驶舱设计工作的主要内容。人为因素是影响飞行器运行效果与飞行安全的重要因素，而驾驶舱是飞行员进行飞行操作的主要工作环境。中国民航规章在多处条例中规范了驾驶舱对人为因素的影响，要求“驾驶舱及其设备”必须为飞行器操纵者提供“足够宽阔、清晰和不失真的视界”,必须保证“操作方便并防止混淆和误动”，以实现机组在执行职责时“不致过分专注或疲劳”。从宏观上划分，人为因素可分为生理人因(包括人体工学、环境人因等)与认知人因两大部分。驾驶舱显示控制系统是驾驶舱的主要功能设备，是飞行员获取飞行状态和飞行信息的首要渠道。显示控制系统的布局结构、显示方案与控制方式影响着飞行过程中飞行员对飞行信息的专注程度与飞行操作疲劳程度，而其影响程度的度量值通常由人机工效测试给出。在仪表显示界面布置方面，其一般遵循一定的设计准则：1.重要性准则：重要的显示内容与按键需要位于易于观察的视觉区域；2.使用顺序准则：对于被用于同一飞行操作流程的控制器或显示器，其在物理上也应按同一的顺序进行排列布置；3.使用频率准则：按键或显示界面的使用/扫视频率应与操作区/可视区的优越性成正比；4.兼容性准则：功能相同或相关的控制/显示项目应置于同一操作区/可视区，以方便使用者明了其相互关联。在利用人体工学原理获得了驾驶舱初始布局后，其距离最终的商用布局还有一段很长了迭代周期与步骤，即不断的将最新版本的布局结构应用在飞行仿真驾驶舱或者真机上，以人机工效测试评估结果(或称认知人因)为依据不断进行布局调整。人机工效测试的主要内容是工作负荷测量，其主要包括三大类测量方法：1.主观评价法：利用操作者在任务过程中的切身感受对任务难度、压力及努力程度等被测项进行量化，典型的量化评价表包括一维评价量表(如改进的CooperHarper量表、Bedford量表等)和多维评价量表(如SWAT量表、NASA-TLX量表和WorkloadProfileTechnique量表等)；2.绩效测量法：利用工作负荷对任务绩效的影响，可以利用主任务绩效测量法和次任务绩效测量法等，通过最终绩效反推工作负荷程度；3.生理测量法：利用神经系统在面对认知需求和环境变化时的相关应激反应所表征出来的生理信号波动，作为工作负荷的评价输入信号。在建立了利用工作负荷情况进行人机工效测评的体系后，驾驶舱将进入“提出-实施-测试-优化-再提出”的迭代周期，直至迭代结果满足相关适用性与经济性目标后，才能进入商用领域。在驾驶舱布局优化设计，尤其是显控系统布局优化设计中，类飞行模拟器设备的应用可以有效的加快布局方案的验证与调整。飞行模拟器的主要用途在于驾驶舱内的操作训练，其内部陈设是以真实飞行器为模板进行复现的，其显示内容是以与真实飞行状态一致为标准。民用飞机驾驶舱通过长期的历史积累和技术革新，形成了一套有效的设计流程与相关约束条件(尤其是FAR25中关于动态人为因素影响的1302条款)，但针对显示控制系统布局优化方面，存在以下技术问题：1、在传统布局优化流程中，在利用(认知)人为因素测评进行人机工效测试时，单次测试中显控系统的硬件空间布局往往是固定的，其调整与修改往往是耗时且昂贵的，无法针对性的快速研究“显控空间布局状态”对于人机工效的影响。2、传统的人机工效测试仅仅只能进行条例的有效性判断，其结果往往仅能通过专家讨论分析才能得出系统性优化方案，无法直观给出更为易懂的修改意见。3、对于飞行模拟器，虽然已有部分设备具备了可重构的框架结构与多种飞行器的显控界面，但其本质上仍然是一类训练设备而非设计辅助设备，其在用于驾驶舱辅助设计时，主要针对特定机型驾驶舱进行仿真复现，一般不具备显控布局调整的功能。
技术实现思路
(一)专利技术目的本申请的目的是提供一种显控布局验证与优化方法及平台，通过建立样本显控布局参数与样本统计值的初始函数并对初始函数进行验证与调整，实现了显控布局的验证与优化，解决了现有技术中无法有针对性的快速研究“显控布局”对于人机工效的影响，以及现有技术中的人机工效测试仅仅只能进行条例的有效性判断，且仅能通过专家讨论分析才能得出系统性优化方案，无法直观给出更为易懂的修改意见的技术问题。(二)技术方案为解决上述问题，本申请第一方面提供了一种显控布局验证与优化方法，用于对显控布局进行验证与优化，包括：S1，基于多组样本显控布局参数，分别利用人机工效测试方法，得到与多组所述样本显控布局参数一一对应的多组样本统计值；S2，基于多组所述样本显控布局参数和样本统计值，建立所述样本显控布局参数与所述样本统计值的初始函数；S3，基于对标显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到与所述对标显控布局参数对应的对标统计值；S4，将所述对标统计值代入所述初始函数，得到与所述对标统计值对应的理论显控布局参数；S5，基于所述理论显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到与所述理论显控布局参数对应的理论统计值；S6，验证所述理论统计值是否优于或等于所述对标统计值；S61，若是，则将所述理论显控布局参数作为优化显控布局参数，并输出；S62，若否，则基于所述理论显控布局参数和所述理论统计值对所述初始函数进行调整以得到优化函数；将所述优化函数代替所述初始函数，返回步骤S4。本申请第二方面提供了一种显控布局验证与优化平台，使用上述显控布局验证与优化方法对显控布局进行验证与优化，包括：人机工效测试系统，用于基于预设显控布局参数，进行人机工效测试，得到与所述预设显控布局参数对应的人机工效结果统计值；所述预设显控布局参数为样本显控布局参数、对标显控布局参数和理论显控布局参数中的任意一种；所述人机工效结果统计值包括样本统计值、对标统计值和理论统计值中的任意一种；调整方案生成系统，包括：函数映射与调整模块和验证模块；所述函数映射与调整模块用于基于多组所述样本显控布局参数和样本统计值，建立所述样本显控布局参数与所述样本统计值的初始函数；所述验证模块用于验证所述理论统计值是否优于或等于所述对标统计值；所述函数映射与调整模块还用于在所述理论统计值劣于所述对标统计值时，基于所述理论显控布局参数和所述理论统计值对所述初始函数进行调整以得到优化函数，并将所述优化函数代替所述初始函数。(三)有益效果本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本申请提供的显控布局验证与优化方法及平台，通过建立样本显控布局参数与样本统计值的初始函数并对初始函数进行验证与调整，实现了显控布局的验证与优化，解决了现有技术中无法有针对性的快速研究“显控布局”对于人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显控布局验证与优化方法，用于对显控布局进行验证与优化，其特征在于，包括：S1，基于多组样本显控布局参数，分别利用人机工效测试方法，得到与多组所述样本显控布局参数一一对应的多组样本统计值；S2，基于多组所述样本显控布局参数和样本统计值，建立所述样本显控布局参数与所述样本统计值的初始函数；S3，基于对标显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到与所述对标显控布局参数对应的对标统计值；S4，将所述对标统计值代入所述初始函数，得到与所述对标统计值对应的理论显控布局参数；S5，基于所述理论显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到与所述理论显控布局参数对应的理论统计值；S6，验证所述理论统计值是否优于或等于所述对标统计值；S61，若是，则将所述理论显控布局参数作为优化显控布局参数，并输出；S62，若否，则基于所述理论显控布局参数和所述理论统计值对所述初始函数进行调整以得到优化函数；将所述优化函数代替所述初始函数，返回步骤S4。

【技术特征摘要】
1.一种显控布局验证与优化方法，用于对显控布局进行验证与优化，其特征在于，包括：S1，基于多组样本显控布局参数，分别利用人机工效测试方法，得到与多组所述样本显控布局参数一一对应的多组样本统计值；S2，基于多组所述样本显控布局参数和样本统计值，建立所述样本显控布局参数与所述样本统计值的初始函数；S3，基于对标显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到与所述对标显控布局参数对应的对标统计值；S4，将所述对标统计值代入所述初始函数，得到与所述对标统计值对应的理论显控布局参数；S5，基于所述理论显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到与所述理论显控布局参数对应的理论统计值；S6，验证所述理论统计值是否优于或等于所述对标统计值；S61，若是，则将所述理论显控布局参数作为优化显控布局参数，并输出；S62，若否，则基于所述理论显控布局参数和所述理论统计值对所述初始函数进行调整以得到优化函数；将所述优化函数代替所述初始函数，返回步骤S4。2.根据权利要求1所述的显控布局验证与优化方法，其特征在于，基于多组样本显控布局参数，分别利用人机工效测试方法，得到与多组所述样本显控布局参数一一对应的多组样本统计值的步骤包括：S11，基于所述多组样本显控布局参数，分别生成多条第一布局调整指令，多条所述第一布局调整指令用于将显控布局分别调整为多个样本显控布局；S12，在每个所述样本显控布局下，仿真飞行过程；S13，在仿真飞行过程中，利用人机工效测试方法得到与所述样本显控布局参数对应的样本统计值；S14，重复步骤S11至S13，得到与多组所述样本显控布局参数一一对应的多组所述样本统计值。3.根据权利要求1所述的显控布局验证与优化方法，其特征在于，基于对标显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到与所述对标显控布局参数对应的对标统计值的步骤包括：S31，基于所述对标显控布局参数，生成第二布局调整指令，所述第二布局调整指令用于将显控布局调整为对标显控布局；S32，在所述对标显控布局下，仿真飞行过程；S33，在仿真飞行过程中，利用人机工效测试方法，得到与所述对标显控布局参数对应的对标统计值。4.根据权利要求1所述的显控布局验证与优化方法，其特征在于，基于所述理论显控布局参数，利用人机工效测试方法，得到与所述理论显控布局参数对应的理论统计值的步骤包括：S51，基于所述理论显控布局参数，生成第三布局调整指令，所述第三布局调整指令用于将显控布局调整为理论显控布局；S52，在理论显控布局下...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾锐，张炯，樊谕涵，蒋欣，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心，中国商用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11