基于认知代偿的适老化人机界面信息编码设计研究

提升人机界面的适老化水平,从认知源头减少老年人界面信息理解和学习的难度。构建老年人操作学习过程与认知能力的映射关系模型,总结老年人的操作学习难点。以认知代偿为信息编码设计的目标。从脑机制的角度提出认知代偿设计策略。基于认知代偿策略,提出适老化人机界面信息编码设计方法。适老化人机界面信息编码设计应注重增加信息呈现维度、凸显界面基础架构、明确操作状态信息以及统一功能设计语言。

人机界面设计课程思政教学探索与实践

为了推进计算机专业课程思政建设,在人机界面设计课程中强化思想政治教育,培养学生正确的人生观和价值观,提出融入思政教育的人机界面设计课程框架,结合课程的培养目标和毕业要求,阐述如何应用该框架设计课程思政案例,最后通过实际教学效果说明融入思政教育教学方式的有效性。

基于人因工程的船舶驾驶室人机界面布局优化设计

为了解决船舶驾驶室人机界面设计采用人工布局所存在的经验性、主观性、随机性的问题,提出一种将虚拟仿真和优化算法相结合的人机界面布局优化设计方法.首先,通过虚拟仿真得到待布局人机界面各区域的操作舒适度以及最优操作点位置;其次,将人机界面布局准则和人因工程学准则量化为目标函数和约束条件,建立人机界面布局优化数学模型,通过差分进化算法获取大量粒子群算法的粒子初始位置;最后,通过寻优获取人机界面的最优布局并进行虚拟仿真评价.将某控制面板作为算例进行布局优化和虚拟仿真,获取的最优布局结果满足人因工程学准则,人机界面各项性能均有提升.本研究可为船舶驾驶室的高性能人机界面布局设计提供参考.

考虑信息透明度影响的智能高铁驾驶人机界面可视化设计研究

目的驾驶界面的信息透明度是影响司机有效监督和接管智能高铁的关键设计特征。针对透明度信息增加带来的负面影响,提出智能高铁驾驶界面透明度信息的可视化设计方法。方法采用文献调研分析方法,分别对机器人、民防、核能、航空航天等领域的文献进行检索和分析,系统梳理透明度信息的类型、认知任务影响和可视化设计方法;分析智能高铁弹出故障界面的透明度信息,指出目前界面中存在的问题和不足,即任务流程和判断逻辑的视觉呈现不佳,告警信息紧急程度和恢复状态信息缺乏;提出基于逻辑流程图和颜色编码的可视化设计方案,并通过用户实验进行验证。结果发现逻辑流程可视化设计在提升情境意识、任务绩效和降低认知负荷方面有较好的作用。颜色编码可视化设计的有效性取决于是否有逻辑流程的呈现,在没有逻辑流程时,可能会降低操作正确率。结论可视化设计有助于降低透明度信息对认知负荷和任务绩效的负面影响,实现智能高铁的高质量人机协同驾驶。

基于视觉感知域的钢轨铣磨车人机界面布局优化方法

如何快速获取铣削作业参数信息与铣磨车车机作业状态是保证钢轨铣磨车钢轨修复作业效率、质量与安全的关键。基于此,提出一种基于灰狼-蚁狮算法的钢轨铣磨车人机交互界面优化方法。综合考虑钢轨修复过程中多维度信息、多流程、多功能、多对象等要求,建立以视觉感知强度为目标的钢轨铣磨车人机交互界面优化模型;提出一种基于灰狼-蚁狮的模型求解算法,解决多决策变量界面布局模型求解时陷入局部最优与极值点逼近问题,获得钢轨铣磨车人机交互界面优化方案。最后,对优化前后的钢轨铣磨车人机交互界面进行眼动实验,实验结果表明,优化后的人机界面布局在舒适性、安全性以及界面的合理性上都优于原装备的设计,验证了该模型与算法的有效性和可行性。

核电厂DCS人机界面点击操作特征研究

为深入了解核电厂数字化控制系统(DCS)中操作员在人机界面上的点击操作特征,以国内某核电厂DCS操作员任务执行为对象,观察一回路操作员(RO1)和二回路操作员(RO2)的点击操作,利用INTERACT9软件对点击操作行为进行编码和统计。结果表明:DCS中,操作员在人机界面上的点击操作次数频率不高,RO1和RO2分别为9.52次/min和7.28次/min;操作员为完成主任务,需要执行大量界面管理任务,RO1和RO2界面管理任务分别占比71%和75%;正常运行工况和事故运行工况下,操作员点击操作频率差异不大,RO1分别为8.85次/min和9.85次/min,RO2则分别为7.38次/min和7.23次/min;界面管理任务中,查询/质问和导航次数最多,自动化执行次数最少;与正常运行工况相比,事故运行工况下导航次数占比升高,查询/质问次数占比降低。

基于双屏的多参数监测人机界面的设计

多参数监测系统除了要求系统能够快速地实现多参数监测外,还要求有友好的系统输入、系统输出界面。采用串口屏作为输入设备,工控机的显示屏作为输出设备,可以做到快速地实现多参数监测,并具有友好人机界面,满足设计要求。在多参数监测的人机交互系统中,不仅要求系统能够快速地实现多参数监测,而且还应该具有友好的人机界面。在不考虑多参数监测系统的系统功能如何实现的情况下,而仅考虑人机交互系统的实现时,需要设计的系统模块为输入模块、输出模块和人机界面(HMI)。人机界面是指人与机器之间进行信息传递、交互的媒介和对话接口,实现了信息的机器内部形式与人类可接受形式之间的转换。

多功能天车SLC500控制系统和人机界面的升级改造

铝电解专用设备法国ECL多功能天车控制系统和人机界面已使用20多年,由于高温、强磁场、腐蚀性气体等使用环境影响,控制系统模块严重老化,系统硬件和网络故障频繁,人机界面操作不灵敏,硬件及通信故频繁障,而且SLC 500系列控制系统模块和人机界面2711-T10C10已停产多年,如果硬件损坏将无备件更换。针对存在的问题,分析选型控制系统和人机界面的类型,研究多功能天车运行控制逻辑,对原控制系统和人机界面硬件更换升级并重新编写控制程序和画面,经调试运行,新系统和人机界面能够完全适应多功能天车的运行控制,大大降低了控制系统故障,有效提高了多功能天车运行效率及可靠性。

基于操作规程和人机界面的人为差错辨识方法

为提高武器装备的操作安全性,提出一种人为差错辨识方法。介绍人为差错辨识的基本概念和现有方法,指出现有方法存在的不足,提出基于操作规程和人机界面的人为差错辨识方法;通过分析操作规程建立人为差错模式的包络,通过分析人机界面基本特征筛选出有效的人为差错模式。结果表明:该方法可提高人为差错辨识结果的有效性,为人为差错管理提供指导。

基于图像识别的联锁人机界面检测方法研究

铁路信号系统是保证铁路运输安全高效运行的重要技术手段,计算机联锁系统作为铁路信号系统的关键设备,系统自身的完备性测试必不可少。联锁人机界面是联锁系统的重要组成部分,通过作业人员操作,可向信号设备发送控制命令,并接收显示现场设备表示状态信息。对联锁人机界面依照标准规范进行检测,是确保联锁系统正常运行、保证铁路行车安全的重要技术手段。目前针对联锁人机界面的测试大都依靠人工,存在测试效率低下、测试过程不可追溯等问题。本文基于归一化平方差算法,提出适用于实时图形界面检测的模板匹配方案;分析联锁人机界面图像的局部特征,提出非侵入式无失真图像像素特征识别方法;将人工操作步骤建模抽象为计算机可识别语言;提出13种自定义关键字,实现模拟联锁人机界面操作;自动捕获分析图像、文字、语音信息,精确计算图像RGB三原色模型值,判断测试结果规范符合性,提高了检测结果准确性和一致性。经验证对比,所提出的联锁人机界面检测方法,实现了全过程自动化测试,可视化全部操作流程,测试结果及中间环节均可追溯,极大地提高了测试效率和测试结果的可信度。

自然交互理论下电动两轮车人机界面设计研究

研究电动两轮出行方式的变迁,挖掘电动两轮车人机界面的需求变化以及人机界面的设计趋势与方向。基于自然交互理论,探讨电动两轮车当下面临的状况与未来发展趋势,从电动出行场景、用户出行需求、两轮车设计需求3个方向总结出相应设计策略。导出自然交互下电动两轮车人机界面设计策略。从不同视角提出电动两轮车的创新路径与设计构思,为相关产品研发设计提供更多参考与借鉴。

动车组制动系统PHM人机界面设计方法研究

生态界面设计是一套复杂安全苛求系统人机界面的设计理论体系,它基于认知学和心理学的相关原理,能够帮助操作人员在人机交互中面临新情况和问题时做出正确决策,从而提高操作绩效。文中以复兴号动车组制动系统故障预测与健康管理信息界面为研究对象,依据生态界面设计理论,采用抽象层次法进行工作领域分析,确定了制动系统的功能性目的、抽象功能、一般性功能、物理性功能和物理形式的具体内容,提出了界面的模块划分和具体视图方案。通过软件实现了仿真界面的显示并开展了故障处理对比试验。研究工作表明使用生态界面设计方法对动车组制动系统故障预测与健康管理信息界面进行设计,能够提高故障处理绩效和操作人员对系统的理解水平,可为其他车载人机接口界面设计提供参考。

军用软件人机界面评价指标体系研究综述

军用软件人机界面评价指标体系是根据一定准则对人机界面设计准则符合性及任务完成水平的综合评价体系。文中从现行国军标和文献分析入手,着重介绍了软件工程和人类工效学两个视角下的人机界面评价指标体系研究现状,归纳提出了以易用性、可用性为两个一级质量特性的人机界面评价指标体系,易用性重点评价软件人机界面对相关设计准则的符合性水平,是以“软件”为主体的评价指标,可用性重点评价用户使用软件产品完成特定任务的完成性水平,是以“人”为中心的评价指标。结合指标体系研究,提出了紧前开展军用软件人机界面设计准则及评价标准修订或制定工作的建议,为规范软件工程生命周期中人机界面设计及测评工作提供依据。

IEC即将发布人机界面新国际标准

According to the IEC Electropedia,an HMI is a“display screen,either as part of an intelligent electronic device(IED)or as a stand-alone device,presenting relevant data in a logical format,with which the user interacts.An HMI typically presents windows,icons,menus and pointers,and may also include a keypad to enable user access and interaction.”HMIs have become ubiquitous across various industries as automation and digitization takes hold of industrial processes.They typically enable operators to monitor and control plants remotely.The new standard is expected to be published by the end of August 2024.It deals with the complete lifecycle of HMIs,from conception to decommissioning.“The purpose of this document is to address the philosophy,design,implementation,operation and maintenance of HMIs for automation systems,including multiple work processes,”explains Dr.Maurice Wilkins who jointly led the standard project,along with Dave Board,inside IEC Technical Committee 65.The TC prepares international standards for systems and elements used for industrial process measurement,control and automation.

CRCC牵头研制的我国首套铁路车站计算机联锁人机界面测试系统正式启用

2024年6月20日,由中铁检验认证中心有限公司(CRCC)牵头研制的我国首套铁路车站计算机联锁人机界面测试系统(以下简称“UI测试系统”)顺利完成评审验证测试,正式投入应用。UI测试系统基于开源算法,以集成先进的人机交互技术和自动化测试方法,大幅提升了产品检测效率和准确性,填补了我国铁路计算机联锁设备人机界面显示功能国产化检测装备应用领域的空白。

数字化人机界面复杂度对人因失误的影响研究

为了减少数字化制造企业由于人因失误而产生的各类事故,从人机交互的角度,构建影响机制模型。将人机界面复杂度分为界面显示复杂度以及界面控制复杂度,以认知负荷和生理负荷为中介变量,发放问卷获取一线操作员工数据,用SPSS和AMOS对数据进行回归分析,探究人机界面复杂度对人因失误产生的影响。结果表明:界面显示复杂度和控制复杂度均会对人因失误产生正向影响;认知负荷以及生理负荷在人机界面复杂度与人因失误之间起中介作用。

基于人机协同优化研究的工业人机界面设计

随着工业自动化技术的迅速发展,人机界面作为人与机器交互的重要媒介,其设计优化对提高生产效率和保障操作安全具有重要意义。文中针对现代工业环境中人机协同的复杂性及用户需求的多样性,提出了一种基于人机协同优化的工业人机界面设计方法。通过综合用户需求、界面设计和技术实现等多方面因素分析,旨在设计出既符合人性化设计原则,又满足实际工业应用需求的人机界面系统,以期提供有关工业人机界面系统设计的参考。

稻田节水灌溉控制系统触摸屏人机界面设计

为了解决传统稻田灌溉设备不能精确控制灌溉水量的问题,课题组设计研发了一套稻田节水灌溉控制系统。为了实现精准灌溉,先在稻田节水灌溉系统中设置了触摸屏,分析了节水灌溉控制要求,然后结合PLC程序,设计了触摸屏人机交互界面,主要包括触摸屏文字、按钮、指示灯、数值显示和流动块等的设计,最后将设计好的触摸屏人机界面与PLC程序联合调试。试验结果表明:该控制系统运行稳定、操作简单,可以提高灌溉节水率,具有广阔的应用前景。该方案还可移植到不同农作物的灌溉控制系统中,具有一定的推广应用价值。

数控机床的人机界面设计策略

数控机床是计算机数字控制机床的简称,是集成了电气、液压、机械、信息等多项技术优势的机电一体化产品,由于具有加工效率高、加工精度高、自动化程度高、柔性化高等特点,又被称为工业母机。近年来随着科技的发展,数控机床正朝着控制自动化、系统开放化、操作智能化、运行高速化的方向发展,因此人机界面设计的优劣,直接影响着数控机床的综合性能。在人机界面设计过程中,根据国家相关设计标准,采用标准化和人性化的界面布局,不但利于操作人员作业,简化操作流程,提升操作体验感,还能有效提升机床作业效率,保证作业质量,充分展现出产品的使用价值和审美价值。

基于灰色聚类分析的煤矿机械人机界面安全综合评价

为降低煤矿机械设备操作失误,从人-硬件界面、人-软件界面、人-环界面和人-人界面4个方面构建煤矿机械设备SHEL评价指标体系,结合层次分析法和基于端点混合可能度函数的灰色聚类分析构建安全评价模型,通过判断指标安全程度的所属灰类,对煤矿机械人机界面进行综合评价。基于UG和Visual Studio平台,开发煤矿机械人机界面数字化评价系统。以掘进机为例进行实例评价,结果表明,提出的该评价方法合理可行,可方便快捷地判断机械设备人机界面的安全状态,并且评价结果可追溯,以便及时对安全隐患进行针对性的改进,具有普适性。