交会对接手控工效实验系统设计与实现

目的为研究图形、数字和靶标图像显示特征对手控操作精度的影响以及对距离速度感知能力的影响、追踪飞行器控制特性与手控能力匹配性等问题提供实验环境。方法通过GNC和动力学、对接机构、仪表、电视图像的建模与仿真,座舱及舱载环境模拟,实验方案和初始化信息的可配置、实验动态控制,实验数据图像信息的记录和回放等方法构建实验环境。结果建立了与交会对接工效学研究紧密相关的座舱及舱载环境、电视图像、运动控制、仪表显示界面、实验控制人机界面和实验通话监视辅助支持等实验系统。结论实验系统经测试和工效实验验证,各项性能和技术指标达到了研制技术要求和工效学实验要求,已在实验中得到应用。

电热防护手套研制及其在极端寒冷环境下的工效实验

为了研究电加热手套在极端寒冷环境下抵御寒冷的功能,研制了以金属纤维线和碳纳米管薄膜为加热材料并能抵抗极端寒冷的电热防护手套。采用红外热像仪对电热防护手套进行电热升温实验;并在-30℃的极端寒冷环境中进行螺丝螺母装配作业的人体工效实验,并记录人体主观热感受和疼痛感受。结果表明:金属纤维线电热防护手套和碳纳米管薄膜电热防护手套均具有良好的加热性能,在室温环境60 s能够加热至设计最高温度;在-30℃的极端寒冷环境下,2种电热防护手套均能在规定时间内增加螺丝螺母的装配数量,即工效提高;综合热感受和疼痛感受的主观评价,电热防护手套抵御寒冷的作用是显著的。

飞机座舱人机工效评定实验台研制

为解决飞机人机界面设计在新形势下面临的问题,研制了一套基于飞行模拟器的驾驶员工效评定实验台,以便在更加实际的飞行情况下对飞行员的认知特性进行研究。该实验台由飞机座舱、仿真软件、计算机系统和生理参数测量系统等组成,能开展座舱优化布局、界面信息显示适人性、脑力负荷的综合评定等研究。该实验台的研制为飞机人机界面的工效设计和评定提供了一种新的方法。

基于模拟仿真的飞行中的人为因素实验教学平台建设与应用

飞行中的人为因素是民航系统的重要组成部分,是保障飞行安全的关键。飞行中的人为因素作为提高飞行员技术能力和非技术能力的核心课程越来越受到重视。该文在高性能飞行训练器的基础上,融合无线传感技术、模拟飞行评分系统等设备,提出基于模拟仿真的飞行中的人为因素实验教学平台建设方案。该实验教学平台的建设作为课堂教学的延伸和补充,主要由多维信息交互教学实验、人机工效教学实验以及认知工效教学实验3部分组成。基于模拟仿真的飞行中的人为因素实验教学平台兼顾飞行技术专业特色,更新传统的飞行中的人为因素课堂教学模式,形成数字化、智能化、系统化和精细化的教学体系,解决目前飞行中的人为因素教学过程中理论与实践脱节问题,促进教师教学方法与模式的改进,增强学生学习的积极性与独立思考的能力,为进一步提高教学质量与培养高素质飞行学员具有重要意义。

基于PSI节律的学习性脑力劳动工效学实验研究

通过基于PSI节律的学习性脑力劳动工效学实验,结果发现,正确把握和运用PSI节律,不仅能使学习性脑力劳动"符合人的身体结构和生理运动特点",而且能显著地提高学习性脑力劳动的工效和学生的综合素质。进而提出了学习性脑力劳动工效与生命运动规律直接相关的命题。未来的学习性脑力劳动,必将是与生命运动规律相适应的工作,也必须是与工效学原理相符合的工作。

高速列车应急作业工效学实验系统研究

高速列车司机应急作业的可靠性对维护列车正点安全运行具有重要作用,但在实际列车运行中无法开展针对司机应急作业特性的工效学实验,因此有必要构建高速列车应急作业流程工效学实验系统,以便在实验室环境下开展相关研究。高速列车应急作业流程工效学实验系统由实验管理子系统、应急作业子系统和工效学数据采集子系统3个子系统组成,该系统设计中引入了故障注入技术,实现了故障注入、辅助处理等管理操作;系统还能完成司机应急作业操作中相关工效学数据采集功能。系统已成功应用于CRH2型高速列车应急作业流程工效学实验中。

振动环境下直升机座舱显示器周边键的工效学实验

直升机座舱显示器周边键的工效学设计对于改善直升机操控性能有重要作用,在振动环境下其工效学特性的研究是该领域研究的薄弱环节。本研究在研制的直升机座舱实验平台上,设计了振动环境下直升机座舱显示器周边键的工效学实验。通过分析实验数据发现:按键反应时受按键方位和大小影响,无振动时,按键大小为10 mm即可;主振为23 Hz,振幅为人体稍感振动时,按键大小应增加25%以上,即13 mm,按键间隔以10 mm为宜;振动造成错误率上升和反应时延长,应控制在适当范围。

车载显控终端触屏按键尺寸工效学实验研究

基于自主开发的车载信息系统作业模拟及工效测试系统,以任务完成时间和错误率为考核指标,以装甲车辆车载信息系统典型作业为基本实验内容,通过对不同尺寸下触屏按键的操作工效实验,对按键尺寸对信息操作工效影响显著性、触屏按键尺寸以及按键间隙确定等进行了分析和讨论,并给出了分析结论.研究结果可为车载终端触屏按键及界面匹配设计提供参考.

基于工效学原理的“反应时间测定实验”计算机化研究

研究“反应时间测定实验”的计算机化再设计 ,以实现实验过程的自动化 ,提高实验数据及其预处理结果的准确性。文中突出研究了计算机化过程中人类工效学原理的应用 ,还特别说明“反应时间测定实验”在工业生产及服务业中的应用及其作为测定“疲劳程度”

飞机驾驶舱人-机-环实验平台研究

为了在地面实验室开展系统全面的飞机驾驶舱工效学实验,提出了一套完整的人-机-环闭路仿真模拟实验系统方案。综合分析实验系统的设计指标和功能要求,基于相似理论和模块化设计方法,分别对飞机仿真平台的硬件系统和软件系统、环境模拟舱、飞行员生理和心理测量系统开展研究和方案设计。最后搭建出半物理仿真模拟实验平台,实验平台可用于飞行员工作效率的影响机理研究、飞行员工作负荷评估以及仪表显示界面布局设计等。

基于认知特性的飞行员视觉注意力分配建模与实验研究

该研究以飞机驾驶舱人机界面设计为应用背景,通过结合具体飞行任务开展复杂人机界面环境下,飞行员视觉注意机制的数学建模研究,以期对飞行员的视觉注意力分配行为进行事前预测,先后提出了基于混合熵最大化的注意力分配模型和多因素条件下的注意力分配模型。并且根据工效学仿真实验对所提出的注意力分配模型进行可用性验证,从而为飞机驾驶舱的人机界面设计提供理论支持和技术手段。研究针对飞行员视觉注意力分配机制进行数学建模,并基于飞机仿真显示界面开展工效学验证实验,结合红外眼动装置对注视点分布的测量,应用回归分析的统计方法验证模型。基于混合熵最大化的注意力分配模型是以飞行员的仪表扫视行为为主要应用情境而建立,以一组视觉加工信息为研究对象,以认知工程、模糊数学和广义信息论为主要理论基础。为验证数学模型的可用性,根据注意力分配理论模型可计算出作业人员对各仪表信息的注意力分配比例理论值;通过开展注意力分配仿真实验,注意力分配比例的行为学实验值通过作业人员对不同仪表信息的正确操作率进行统计获得;注意力分配比例的生理学实验值通过作业人员对不同仪表信息的注视点数量进行统计获得。通过将注意力分配比例的理论值与各实验值进行对比,得出在脑力负荷适中情况下所建模型具有一定可用性的结论。虽然基于混合熵的注意力分配模型较好的量化了认知过程中的模糊性和随机性,但是由于模型本身对于影响因素的结算需要对信息检出效率进行事先测量,从而降低了模型的预测能力。为了进一步完善和优化注意力分配模型,在混合熵模型和SEEV模型的基础上提出了多因素条件下注意力分配数学模型。多因素模型从基于飞行员的仪表扫视行为所反映的认知特性分析出发,密切结合航空任务情境,对前人的模型进行了重新的解释、整合和详细地公式推导,并结合之前在视觉信息编码方面所开展的工作,将"信息检出效率"这一因素也引入到注意力分配模型中,从而提出了一个新的注意力分配模型,该模型在混合熵的理论基础上,综合考虑了信息价值、人为失误以及信息检出效率等因素对飞行员注意力分配策略的影响。为将所建模型应用于航空信息显示界面优化设计并验证其有效性,基于飞机平视显示器仿真模型,通过测量被试者对所监视视觉目标的识别绩效,同时结合眼动仪的实时观测数据,分析了被试者的实际注意力分配情况。实验结果初步验证了该注意力分配模型在复杂人机界面下的有效性。

眼动交互在点击任务中的应用研究

随着智能化水平的不断提高和船舶工业的蓬勃发展,船舶控制系统对人机交互设计提出了更高要求。为拓展系统不同通道并行的人机交互功能,探索眼动交互在交互设计中的应用,以点击操作应用为例,在实验室模拟条件下开展人因工效学实验。实验结果表明眼动交互与传统交互方式相比效率较低,但交互体验感较好,且随着实验次数增加,效率提升幅度明显。未来,随着交互技术水平提升和人员眼动训练加强,眼动交互将会对船舶系统的人机交互发展产生深远影响。

4种药物防治高原脱适应的对比观察

目的筛选防治高原脱适应的药物品种。方法对驻守海拔5170m一年的57名某部官兵,在返回平原(海拔1400m)前5天随机分为5组,分别口服银杏叶片(12人)、复方红景天胶囊(12人)、刺五加片(11人)、复方党参胶囊(11人)、炒面胶囊(对照组,11人),至返回平原第7天停药,共服药12天。采用高原脱适应症状调查表调查部队返回平原第2天、4天、6天的高原脱适应情况,并计算出每天的总得分。采用二级定量负荷踏阶运动实验评价受试者返回平原第7天的PWC170和台阶指数。结果与对照组比较,复方党参组和复方红景天组高原脱适应症状显著减轻(P<0.01或P<0.05),且复方党参组明显优于银杏叶片组和刺五加组(P<0.05)。与对照组比较,复方党参组和复方红景天组PWC170和台阶指数均显著提高(P<0.05)。结论复方党参胶囊和复方红景天胶囊防治高原脱适应效果较好。