计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法及系统技术方案

计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法及系统，该方法包括以下步骤：步骤一、从数据库中调取关于人机界面的因素集、评语集以及所有指标的评语值，确定人机界面评价指标的隶属度矩阵；步骤二、计算评价指标的权重和人机界面的综合评价值；步骤三、输出人机界面的评价结果。该系统包括用于存储有关人机界面的数据的数据库、用于计算评价人机界面的相关参数的数据处理模块以及用于输出显示人机界面的评价结果的输出显示模块，数据库及显示模块分别与数据处理模块连接。本发明专利技术的计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法及系统可以有效提高评价人机界面的效率和准确性。

The method and system of computer aided evaluation of digital man-machine interface in industrial system

【技术实现步骤摘要】
计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法及系统
本专利技术涉及工业系统数字化人机界面
，尤其指一种计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法及系统。
技术介绍
随着计算机技术和控制技术的飞速发展，大部分工业系统已使用数字化系统，如：电网控制中心、航空指挥中心、银行运行控制中心、火电厂主控中心、江苏田湾核电站、大亚湾核电站等等。数字化系统的使用给操作人员带来便利的同时也带来挑战，如：操作规程、画面、报警等不再是分割的人机界面元素，它们完全被集成在一起以满足操作人员的需要，操作人员通过人机界面获取系统运行状况，将获得的信息经判断、决策之后执行相应的行为动作，显然，人机界面的设计质量对人的信息获取、判断等一系列行为有着很大的影响。目前，评价工业系统数字化人机界面的方法基本上是依靠人来执行，大致来说，是通过将新的人机界面交付给不同的使用者试用，然后对试用人员进行访谈等方式来获取人机界面的评价结果。现有的评价方法大多存在效率低、主观性强、准确性不高的问题。随着计算机算力的提高以及大数据分析技术的发展，以前很多依靠人工分析和判断的事务现在完全可以通过大数据分析手段来完成，在此基础上，如果能通过计算机来实现对数字化人机界面进行评价，工作效率将更高，评价结果的准确性也会更好。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以提高评价人机界面的效率和准确性的计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法，包括以下步骤：步骤一、从数据库中调取关于人机界面的因素集、评语集以及所有指标的评语值，确定人机界面评价指标的隶属度矩阵；步骤二、计算评价指标的权重和人机界面的综合评价值；步骤三、输出人机界面的评价结果。进一步地，在步骤二中计算人机界面的综合评价值时：先选取评价指标对应的权重；再计算模糊综合评价结果向量S＝W*R，其中W表示评价指标的权重向量，R表示评价指标的隶属度矩阵；最后计算人机界面的综合评价值Pg(人机界面)＝S*VT，其中V表示评语集标准隶属度，VT表示V的转置。更进一步地，所述评价指标的权重包括一级评价指标下的二级指标权重以及所有二级评价指标综合权重。更进一步地，所述一级评价指标下的二级指标权重采用以下方法获得：1)调取数据库中的指标相对重要度建立判断矩阵A＝(aij)mn，其中aij表示i元素和j元素相对于目标的重要值，aji＝1/aij；2)计算每行元素的乘积，计算每行的n次根，归一化处理；3)计算出判断矩阵的最大特征值λmax，计算随机一致性比率CR，即CR＝CI/RI，其中，RI为常数，CR<0.1表示一致性好：CI＝(λmax-n)/(n-1)。再进一步地，所有二级指标综合权重采用以下方法获得：1)调取数据库中的指标相对关系值构建初始直接关系矩阵D；其中，n为元素的个数，对角线均设为0，xij表示横向指标i对纵向指标j的直接影响程度，其值范围为[0，5]之间；2)计算规范化直接影响矩阵X，X＝λ*D；3)确定综合影响矩阵T，T＝X(I-X)-1，其中I为单位矩阵；4)计算中心度、原因度以及指标影响权重；中心度mi＝ri+ci；原因度ni＝ri-ci；指标影响权重其中，r为综合影响矩阵的行和，c为综合影响矩阵列的和，i＝j，作为本专利技术的另一面，计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的系统，其特征在于包括：数据库：用于存储有关人机界面的数据并与数据处理模块通信，所述数据至少包括因素集、评语集、评语集标准隶属度、指标评语值、指标相对重要度、指标相对关系值；数据处理模块：用于从数据库中调取数据并执行前述步骤一和步骤二；得到人机界面的综合评价值；输出显示模块：与所述数据处理模块通信并用于输出数据处理模块计算出的人机界面的评价结果，所述结果至少包括人机界面的综合评价值。在本专利技术提供的计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法与系统中，采用计算机系统来处理有关工业系统数字化人机界面的数据，可以快速、准确的实现数据的分类、统计、计算，还可以有效的实现数据之间定性和定量的转换，相对于传统的人工评价手段，本专利技术能提高评价人机界面的效率和准确性。从另外一方面讲，基于计算机系统强大的数据处理能力，在评价人机界面的设计质量时，可以从更多角度和方位去处理有关人机界面的评价数据，因而可以更全面、准确的反映人机界面的设计质量，这将有利于有针对性的发掘人机界面自身的优劣，为人机界面的设计、优化、改善提供依据。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。本实施方式提供了一种计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的系统，该系统为计算机系统，其包括数据库、数据处理模块和输出显示模块，数据库及显示模块分别与数据处理模块连接。一、数据库数据库用于存储有关人机界面的数据并与数据处理模块通信，这些数据包括因素集、评语集、评语集标准隶属度、指标评语值、指标相对重要度、指标相对关系值。因素集：它是根据评价指标体系进行确定的，确定的工业系统数字化人机界面评价指标体系如下表1所示：表1工业系统数字化人机界面评价指标体系本实施方式中设U＝{U1，U2，U3，……Un}，式中U表示人机界面的因素集，表示从哪些方面对人机界面进行评判描述。因从不同角度进行分析，根据表1人机界面评价指标体系，人机界面的因数集为：U＝{颜色(A11)，字符(A12)，图标(A13)，亮度和显光度(A14)，声音(A21)，报警原因(A22)，显示详细的报警信息(A23)，报警信息的优先权(A24)，报警系统性能(A25)，精确的显示格式(A31)，重要度呈现(A32)，显示位置(A33)，重要参数的跳变时间(A34)，显示方式(A41)，一致性(A42)，醒目性(A43)，人机界面的交互性(A51)，人机界面的可用性(A52)，人机界面布局的合理性(A53)，任务呈现的复杂性(A61)，任务描述准确性(A62)，任务可操作性(A63)，规程结构合理性(A71)，规程分支合理性(A72)，操作程序可用性(A73)，功能区之间布局合理性(A81)，信息量是否适中(A82)，功能软构件、按钮、显示框、报警等数量是否合适(A83)，联机帮助和查纠错能力(A91)，响应能力(A92)}。U1＝{颜色(A11)，字符(A12)，图标(A13)，亮度和显光度(A14)}。U2＝{声音(A21)，报警原因(A22)，显示详细的报警信息(A23)，报警信息的优先权(A24)，报警系统性能(A25)}。U3＝{精确的显示格式(A31)，重要度呈现(A32)，显示位置(A33)，重要参数的跳变时间(A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、从数据库中调取关于人机界面的因素集、评语集以及所有评价指标的评语值，结合所述因素集、评语集以及评价指标的评语值确定人机界面评价指标的隶属度矩阵；/n步骤二、计算评价指标的权重和人机界面的综合评价值；/n步骤三、输出人机界面的评价结果。/n

【技术特征摘要】
1.计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、从数据库中调取关于人机界面的因素集、评语集以及所有评价指标的评语值，结合所述因素集、评语集以及评价指标的评语值确定人机界面评价指标的隶属度矩阵；
步骤二、计算评价指标的权重和人机界面的综合评价值；
步骤三、输出人机界面的评价结果。


2.根据权利要求1所述的计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法，其特征在于：在步骤二中计算人机界面的综合评价值时：
先选取评价指标对应的权重；
再计算模糊综合评价结果向量S＝W*R，其中W表示评价指标的权重向量，R表示评价指标的隶属度矩阵；
最后计算人机界面的综合评价值Pg(人机界面)＝S*VT，其中V表示评语集标准隶属度，VT表示V的转置。


3.根据权利要求2所述的计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法，其特征在于：所述评价指标的权重包括一级评价指标下的二级指标权重以及所有二级评价指标综合权重。


4.根据权利要求3所述的计算机辅助评价工业系统数字化人机界面的方法，其特征在于：所述一级评价指标下的二级指标权重采用以下方法获得：
1)调取数据库中的指标相对重要度建立判断矩阵A＝(aij)mn，其中aij表示i元素和j元素相对于目标的重要值，aji＝1/aij；
2)计算每行元素的乘积，计算每行的n次根，归一化处理；
3)计算出判断矩阵的最大特征值λmax，计算随机一致性比率...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建军，胡鸿，廖远志，张力，邹衍华，易灿南，青涛，席钌姿，杨丹，江发明，代俭英，朱小勇，唐范，
申请(专利权)人：湖南工学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43