摘 要：針對當前評價現(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體系，最后運用模糊綜合評價法對座椅進行了評價． 關鍵詞：人機交互；人機界面；裝甲車 人機界面評價是依據相關的設計準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的顯示器、制控器以及輔助部件（如座椅等）的匹配關系的設計是否符合人機工程學的要求[sup][1] [/sup]，進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成要素的狀態(tài)，也能借此發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題，以便及時反饋給設計部門進行修改．常見評價方法中的因素往往根據經驗或者從收集的相關資料中進行選擇，這就導致評價因素的選擇過程產生可信度不高、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)分析的基礎上選擇評價因素的方法，對裝甲車駕駛座椅評價進行了研究． 1 人機界面評價方法 人機界面評價的最終目的是指導人機界面的設計，一方面使“機宜人”，另一方面使“人適機”.想達到這2方面的要求，就是在人機系統(tǒng)中，以人為中心進行設計，對影響人機界面的人機環(huán)三大要素進行分析研究，解決好人控制機器和人接受信息這2個問題[sup][2] [/sup]． 對人機界面評價進行研究，首要任務就是要明確人機界面中的人機環(huán)因素與相應的作業(yè)．評價因素的選擇實質上是研究人機環(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．通過人機交互過程分析，可使確定研究對象的過程嚴密、合理．對人機交互作業(yè)進行分析，可使人機環(huán)因素相互作用的過程清晰明了，體現(xiàn)人機界面性質的過程符合人的認知習慣．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)因素和相應的作業(yè)；其次對交互過程中所涉及到的作業(yè)進行分析，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；接著對評價因素進行分析，確定評價指標，建立評價指標體系；最后選擇合適的評價方法，進行人機界面評價（圖1）. 由圖1可以看出，人機界面評價的具體步驟： 1）進行人機交互過程分析．以典型任務為過程分析對象，研究任務內容，列出交互過程中所有相關的人機環(huán)因素和相應的作業(yè)并進行統(tǒng)計與分類． 2）進行人機交互作業(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系，確定評價因素和評價指標． 4）確定指標間的層次和結構，構建評價指標體系． 5）選擇合適的評價方法． 6）對人機界面進行評價． 2 裝甲車駕駛座椅評價指標體系的建立 2.1 裝甲車駕駛員駕駛過程分析 對駕駛員承擔的典型任務進行過程分析，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）、力學和熱力學3方面進行研究；人的生理特性從感覺特性和生理適應性2方面進行研究；人的心理特性從人的心理過程進行研究． 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體系建立 分析比較評價因素間的關系，對其進行取消、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，結合已選定的評價因素，選定指標為：人的幾何特性、人的力學特性和人的生理適應性．子指標為：靠背、座面和座高．裝甲車駕駛艙座椅的評價指標體系見表1． 2.4 裝甲車駕駛座椅評價 模糊綜合評價法是一種應用較為廣泛的定量與定性相結合的適合于多層次分析的評價方法，有較高的科學合理性[sup][4] [/sup]．下面以某裝甲車駕駛艙座椅的人的幾何特性指標為例，其中設計參數座椅高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）確定評價指標體系．本文的指標體系見表2． 2）采用Dephi法和層次分析法（AHP）確定各指標層的權重（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｛5，4，3，2，1｝來對應表示，具體標準含義如下： 優(yōu)：各元件位置布置得當，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，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，正確反應時間增長． 4）進行綜合評價[sup][5] [/sup]． 第1步：把因素論域（指標）按某種屬性分成s個子集． 第2步：進行一級模糊綜合評價． 對每一個u進行單因素模糊綜合評價．設評語等級論域為V＝（V[sub]1[/sub]，V[sub]2[/sub]，…,V[sub]p[/sub]）,u[sub]i[/sub]中各因素的模糊權向量為 Wj=（W[sub]j1[/sub],W[sub]j2[/sub],…,W[sub]jt[/sub]）,且[img=62,16]http://www.surachana.com/uploadpic/THESIS/2009/5/2009052713304874281X.jpg[/img]，u[sub]i[/sub]的單因素評價結果為（t行P列） 式中r[sub]j[/sub]表示在對第j個指標的評價中，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果，可得隸屬關系矩陣． 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． 設綜合因素u[sub]i[/sub]（i＝1,2,…，s）的模糊權向量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 當座面長為386mm,則對應的｛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｝,于是關于座椅座面的評價矩陣R為 同理，關于座椅靠背的評價矩陣為 [align=center] 座高對應的｛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“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 結束語 在駕駛過程和人機交互作業(yè)分析的基礎上，選擇了評價因素和評價指標，建立了適于裝甲車駕駛座椅的評價指標體系，最后運用模糊綜合評價法對駕駛座椅進行了評價．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： [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，2006． [2]孫林巖．人因工程[M]．北京：中國科學技術出版社，2001. [3]龍升照，黃端生，陳道木，等．人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程理論及應用基礎[M].北京：科學出版社，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)綜合評價技術及其應用[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