摘 要：針對當(dāng)前評價現(xiàn)狀，提出了一種基于人機交互過程分析與人機交互作業(yè)分析的評價人機界面的方法，并依此建立了適于裝甲車座椅的評價指標(biāo)體系，最后運用模糊綜合評價法對座椅進(jìn)行了評價． 關(guān)鍵詞：人機交互；人機界面；裝甲車 人機界面評價是依據(jù)相關(guān)的設(shè)計準(zhǔn)則及操作人員自身的體會判斷人機界面中操作人員與相關(guān)的顯示器、制控器以及輔助部件（如座椅等）的匹配關(guān)系的設(shè)計是否符合人機工程學(xué)的要求[sup][1] [/sup]，進(jìn)行人機界面評價既能幫助判斷現(xiàn)有人機界面的總體及各構(gòu)成要素的狀態(tài)，也能借此發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，以便及時反饋給設(shè)計部門進(jìn)行修改．常見評價方法中的因素往往根據(jù)經(jīng)驗或者從收集的相關(guān)資料中進(jìn)行選擇，這就導(dǎo)致評價因素的選擇過程產(chǎn)生可信度不高、人機環(huán)三大要素很難全部列出、列出的部分因素與人機界面評價無關(guān)等問題．本文中提出在駕駛過程和人機交互作業(yè)分析的基礎(chǔ)上選擇評價因素的方法，對裝甲車駕駛座椅評價進(jìn)行了研究． 1 人機界面評價方法 人機界面評價的最終目的是指導(dǎo)人機界面的設(shè)計，一方面使“機宜人”，另一方面使“人適機”.想達(dá)到這2方面的要求，就是在人機系統(tǒng)中，以人為中心進(jìn)行設(shè)計，對影響人機界面的人機環(huán)三大要素進(jìn)行分析研究，解決好人控制機器和人接受信息這2個問題[sup][2] [/sup]． 對人機界面評價進(jìn)行研究，首要任務(wù)就是要明確人機界面中的人機環(huán)因素與相應(yīng)的作業(yè)．評價因素的選擇實質(zhì)上是研究人機環(huán)因素相互作用的過程以及在此過程中表現(xiàn)出的人機界面性質(zhì)．通過人機交互過程分析，可使確定研究對象的過程嚴(yán)密、合理．對人機交互作業(yè)進(jìn)行分析，可使人機環(huán)因素相互作用的過程清晰明了，體現(xiàn)人機界面性質(zhì)的過程符合人的認(rèn)知習(xí)慣．本文中所提的人機界面評價方法首先對人機交互過程進(jìn)行分析，確定研究對象，也即確定人機交互過程中所涉及到的人機環(huán)因素和相應(yīng)的作業(yè)；其次對交互過程中所涉及到的作業(yè)進(jìn)行分析，研究人機環(huán)因素各自特性在交互過程中的體現(xiàn)，選定評價因素；接著對評價因素進(jìn)行分析，確定評價指標(biāo)，建立評價指標(biāo)體系；最后選擇合適的評價方法，進(jìn)行人機界面評價（圖1）. 由圖1可以看出，人機界面評價的具體步驟： 1）進(jìn)行人機交互過程分析．以典型任務(wù)為過程分析對象，研究任務(wù)內(nèi)容，列出交互過程中所有相關(guān)的人機環(huán)因素和相應(yīng)的作業(yè)并進(jìn)行統(tǒng)計與分類． 2）進(jìn)行人機交互作業(yè)分析．以步驟1）得到的作業(yè)為分析對象，用三維矩陣分析人的特性、設(shè)備屬性和環(huán)境條件三者之間的交互過程．交互點上所體現(xiàn)的所有因素就是人機交互過程中需要分析的評價因素．同時這些因素能夠反映人機環(huán)因素之間的相互作用和各自的特性． 3）應(yīng)用取消、合并、重排和簡化四大技巧，分析比較評價因素間的關(guān)系，確定評價因素和評價指標(biāo)． 4）確定指標(biāo)間的層次和結(jié)構(gòu)，構(gòu)建評價指標(biāo)體系． 5）選擇合適的評價方法． 6）對人機界面進(jìn)行評價． 2 裝甲車駕駛座椅評價指標(biāo)體系的建立 2.1 裝甲車駕駛員駕駛過程分析 對駕駛員承擔(dān)的典型任務(wù)進(jìn)行過程分析，考慮的環(huán)境因素為物理環(huán)境[sup][3][/sup] ，包括噪音、溫度、照明和震動環(huán)境．經(jīng)統(tǒng)計需完成62個作業(yè)，可分為駕駛類作業(yè)、觀察類作業(yè)和接收信息類作業(yè)． 2.2 人-機交互作業(yè)分析 在人-機交互作業(yè)分析中，人的特性主要考慮物理特性、生理特性和心理特性．人的物理特性從幾何（包括靜態(tài)幾何特性和動態(tài)幾何特性）、力學(xué)和熱力學(xué)3方面進(jìn)行研究；人的生理特性從感覺特性和生理適應(yīng)性2方面進(jìn)行研究；人的心理特性從人的心理過程進(jìn)行研究． 用三維矩陣表示在噪音、溫度、照明和震動環(huán)境條件下，人的物理特性、生理特性和心理特性作用到座椅時發(fā)生的交互．在交互點上體現(xiàn)出來的因素就是評價因素．考慮在噪音的條件下，人的特性作用到座椅時所體現(xiàn)出的評價因素為：能耗、背部姿勢、腿部姿勢、座高、靠背高度、靠背傾角、座面寬、座面深、座面傾角和疲勞． 2.3 裝甲車駕駛艙座椅的評價指標(biāo)體系建立 分析比較評價因素間的關(guān)系，對其進(jìn)行取消、合并、重排和簡化．評價因素的選取過程就是在某環(huán)境下，人的特性作用到機的過程，結(jié)合已選定的評價因素，選定指標(biāo)為：人的幾何特性、人的力學(xué)特性和人的生理適應(yīng)性．子指標(biāo)為：靠背、座面和座高．裝甲車駕駛艙座椅的評價指標(biāo)體系見表1． 2.4 裝甲車駕駛座椅評價 模糊綜合評價法是一種應(yīng)用較為廣泛的定量與定性相結(jié)合的適合于多層次分析的評價方法，有較高的科學(xué)合理性[sup][4] [/sup]．下面以某裝甲車駕駛艙座椅的人的幾何特性指標(biāo)為例，其中設(shè)計參數(shù)座椅高310mm,座面長386mm,座面寬390mm,座面傾角4°，靠背高180mm,靠背傾角90°.綜合評價步驟如下： 1）確定評價指標(biāo)體系．本文的指標(biāo)體系見表2． 2）采用Dephi法和層次分析法（AHP）確定各指標(biāo)層的權(quán)重（表2）． 3）評價等級分為5級，即V＝｛“優(yōu)”，“良”，“中”，“差”，“劣”｝.將裝甲艙室的評價描述為五級模糊評價集域｛“優(yōu)”，“良”，“中”，“差”，“劣”｝.以腳標(biāo)｛5，4，3，2，1｝來對應(yīng)表示，具體標(biāo)準(zhǔn)含義如下： 優(yōu)：各元件位置布置得當(dāng)，操作動作順暢無障礙，身體僅需小幅度移動即可完成操作，動作完成無不舒適感，操作者身體無疲勞感覺，視覺很舒適，操作力度很合適． 良：各元件位置布置基本得當(dāng)，操作動作有輕微障礙，身體移動幅度稍大，但動作完成無明顯不舒適感． 中：操作身體移動幅度較大，感覺操作有障礙，但基本能完成操作動作． 差：動作完成對位置布置不合理有較明顯感覺，身體各部位移動幅度較大，感覺操作吃力． 劣：動作完成很吃力，操作動作受限不能到位，誤操作增多，正確反應(yīng)時間增長． 4）進(jìn)行綜合評價[sup][5] [/sup]． 第1步：把因素論域（指標(biāo)）按某種屬性分成s個子集． 第2步：進(jìn)行一級模糊綜合評價． 對每一個u進(jìn)行單因素模糊綜合評價．設(shè)評語等級論域為V＝（V[sub]1[/sub]，V[sub]2[/sub]，…,V[sub]p[/sub]）,u[sub]i[/sub]中各因素的模糊權(quán)向量為 Wj=（W[sub]j1[/sub],W[sub]j2[/sub],…,W[sub]jt[/sub]）,且[img=62,16]http://www.connectcrack.com/uploadpic/THESIS/2009/5/2009052713304874281X.jpg[/img]，u[sub]i[/sub]的單因素評價結(jié)果為（t行P列） 式中r[sub]j[/sub]表示在對第j個指標(biāo)的評價中，第t個因素對第P個評價的隸屬度．則單級評價模型為 第3步：進(jìn)行二級模糊綜合評價． 將u[sub]i[/sub]看成一個綜合因素，用作為它的單因素評價結(jié)果，可得隸屬關(guān)系矩陣． 如果第1步劃分中ui（i＝1,2,…，s）仍較多，則可繼續(xù)劃分得到三級或更高級的模型． 設(shè)綜合因素u[sub]i[/sub]（i＝1,2,…，s）的模糊權(quán)向量W＝（w[sub]1[/sub],w[sub]2[/sub],…,w[sub]i[/sub]），則二級模糊綜合評價模型為 當(dāng)座面長為386mm,則對應(yīng)的｛u[sub]5[/sub]（x），u[sub]4[/sub]（x）,u[sub]3[/sub]（x）,u[sub]2[/sub]（x）,u[sub]1[/sub]（x）｝=｛0,0,0.2,0.8,0｝,于是關(guān)于座椅座面的評價矩陣R為 同理，關(guān)于座椅靠背的評價矩陣為 [align=center] 座高對應(yīng)的｛u[sub]5[/sub]（x），u[sub]4[/sub]（x）,u[sub]3[/sub]（x）,u[sub]2[/sub]（x）,u[sub]1[/sub]（x）｝=｛1，0，0，0，0｝ B[sub]1[/sub]=A[sub]1[/sub]·B[sub]1[/sub]=｛0.312,0.3276,0.07208,0.28832,0｝ B[sub]2[/sub]=A[sub]2[/sub]·R[sub]2[/sub]=｛1,0,0,0,0｝ B[sub]3[/sub]=A[sub]3[/sub]·R[sub]3[/sub]=｛0.5312,0,0,0,0｝ 可得隸屬關(guān)系矩陣R′,有 [/align] 則座椅的綜合評價為 B′=W·R′=（0.5495,0.0959,0.0211,0.2676,0） 根據(jù)“最大隸屬度原則”,可以得出對座面、靠背、座高的評價是“良”、“優(yōu)”，“優(yōu)”，此座椅的評價為“優(yōu)”. 3 結(jié)束語 在駕駛過程和人機交互作業(yè)分析的基礎(chǔ)上，選擇了評價因素和評價指標(biāo)，建立了適于裝甲車駕駛座椅的評價指標(biāo)體系，最后運用模糊綜合評價法對駕駛座椅進(jìn)行了評價．文中所提的基于人機交互過程分析與人機交互作業(yè)分析進(jìn)行評價的方法，對于其他人機界面評價也有很好的借鑒作用． 參考文獻(xiàn)： [1]蔣濤．火力發(fā)電廠DCS系統(tǒng)人機界面綜合評價研究[D]．哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2006． [2]孫林巖．人因工程[M]．北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2001. [3]龍升照，黃端生，陳道木，等．人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程理論及應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京：科學(xué)出版社，2004． [4]張喜征．基于信任評審的虛擬企業(yè)伙伴選擇[J].中國機械工程，2005,16（2）:161-164． [5]葉義成，柯麗華，黃德育．系統(tǒng)綜合評價技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006． 詳情請點擊：裝甲車駕駛艙人機界面評價