飞机座舱人机布局评价方法研究

针对当前座舱工效学重要性日益提升,信息量不断增加,机构愈加繁杂等特点,传统的以单个或多个部件为对象进行的人-机布局评价方法,往往造成综合评价的片面性,导致研发周期长,效率低等问题。考虑到工效学评价模糊性,提炼并建构了基于当前座舱特点的人机布局评价体系,提出基于不确定语言加权平均（ULWA）算子的多属性决策组合的研究方法,建立飞机座舱人机布局评价模型,并进行了推理和验证。     

基于知识的直升机座舱工效设计系统研究

本文基于知识工程的理论,对直升机座舱布局设计系统进行了研究.介绍了系统的结构和功能.依据座舱人机工效学的设计原则,运用框架表示法创建了座舱仪表板的知识和准则,设计了基于"对象-关系"数据库的推理机模型,以实现座舱布局人机工效设计的智能化.     

基于动力学模型的飞行员舒适操作域研究

依据中国成年男性的人体测量数据和拉格朗日方程建立飞行员上肢操作的动力学模型。利用NASA最大关节力矩计算公式和飞机座舱操纵杆的实际安装尺寸，对驾驶员的操作活动进行模拟仿真。针对具体的操作过程，通过计算上肢各关节的实际受力情况，确定上肢的三维舒适操作域，并与正向运动学结合经验关节舒适活动范围计算的方法进行了比较，结果说明该方法是可行的。该方法可以用于座舱操纵装置布局的工效分析，为飞行员驾驶工效的评估提供了一种新的思路和方法，对座舱布局优化设计有一定的参考价值。     

仿真飞行仪表的人机工效评价*

应用软件仿真技术,研究如何对仿真的飞行仪表进行人机工效评价。通过搭建仿真飞行平台对几种飞行姿态仪进行仿真,采集模拟飞行数据和操作数据后比对,并进行人机工效学的实验和评价。最后得出了两种姿态仪的优劣度。实验结果与实物姿态仪的人机工效评价结果类似,由此表明对仿真飞行仪表进行人机工效评价是一种有效的研究途径。     

汽车仪表板的人机工效多级模糊评价研究

针对汽车产品中潜在的大量由不合理的人机关系引起的安全隐患，选择了作为汽车中最重要的人机界面——仪表板，对它进行人机工效综合评价的探讨。利用模糊数学的理论，初步构建了汽车仪表板人机工效多级模糊评价的数学模型，并通过实例验证了可行性，为汽车仪表板的人机工效综合评价系统奠定了基础。     

产品设计中的计算机辅助人机工效学研究

为解决产品设计中人机工效学分析的不足,提出了计算机辅助人机工效的基本思路,研究了在虚拟环境下进行人机工效学分析的方法,实现了面向产品设计中人机工效学要求的计算机辅助分析。     

基于JACK的驾驶舱仿真及人机工效分析

在驾驶舱的设计中应用人机工效学原理,利用JACK软件对舱内布局设计进行仿真及舒适性、可达域、可视域等工效进行评价,并提出修改意见。首先将基于人机工效学设计的驾驶舱的CATIA模型导入JACK软件中创建分析对象;然后基于JACK软件建立用于仿真工效分析的数字人模型(Digital Human Model),将数字人模型调整成驾驶员工作时的最优姿势,仿真驾驶员位于驾驶舱的虚拟环境。最后应用JACK软件的人机工效分析工具对驾驶舱内部进行分析并提出改进意见,这样既缩短了设计周期,又减少了设计制造费用。     

作战飞机智能座舱研究

传统机载座舱使得机组成员的生理、心理和智力限制成为立体作战环境人机回路中的薄弱环节,智能座舱的研究应运而生.详细阐述了作战飞机座舱的发展情况、适应战场环境的智能座舱内涵,提出智能座舱应成为机组人员的"智能助手",以支撑安全、高效地完成飞行和作战任务.分析了智能座舱急需研究的关键技术,即支持沉浸感知的四维大态势显示技术、支持武器即插即用的人机交互界面技术、多通道人机控制技术和顺应未来机组习惯的"APP+"人机交互界面技术,提出解决这些关键技术的具体研究方法.分析表明:基于"APP+"的机载座舱显示技术是未来智能座舱的发展趋势.     

基于FPGA的座舱仪表图形反走样技术研究

随着现代战斗机座舱仪表向大屏化、综合化方向发展,对图形显示的质量和速度提出了更高的要求。该文从分析有源矩阵液晶显示器(AMLCD)图形走样现象的根本原因入手,分析并阐述了图形反走样技术的基本原理和常见方法。提出了利用二维圆锥滤波器实现座舱仪表图形反走样,并详细阐述了实现方法。最后,为了提高座舱仪表的图形生成速度,提出了一种基于FPGA的嵌入式硬件图形反走样方案,并成功应用于所研制的飞机座舱仪表显示系统中,提高了飞机座舱仪表图形显示的质量与速度。     

一种空战任务可视化仿真系统的开发

为了研究飞机作战武器的作战使用和协同对抗过程,针对新型战斗机作战使用研究需要,提出了一个以某型飞机建立的飞行和武器控制模型,同时研制了模拟座舱,数个座舱之间可以通过网络通信实现多机的协同或对抗系统。利用在FlightGear和Simulink上建立的空战视景仿真系统实现协同对抗可视化任务计算和进行仿真。结果显示,改进方案切实可行,可扩展性强,并为空战武器系统战场环境可视化提供了依据。     

基于增强现实技术的翻译系统建模技术研究

基于增强现实技术的翻译系统,通过跟踪用户头部位置和姿态的变化将飞机座舱的辅助信息实时显示在头盔显示器上,以软件的形式实现了进口飞机座舱设备的汉化。系统建模包括对系统整体架构的描述和各分系统的数学解决方案:座舱分系统采用将各仪表部件抽象为空间平面的方法来建模,文章介绍了在座舱和跟踪器两种坐标系下的平面方程建立方法;为统一参考坐标系,文章采用最小二乘法对坐标变换矩阵进行参数估计。     

驾驶舱飞行员认知行为一体化仿真建模

针对国内航空领域飞行员认知行为一体化建模研究较少,运用ACT-R认知架构对民机飞行员驾驶技能获得、提取和运用的内在机制进行建模。对飞行员驾驶飞机的认知过程进行划分;以驾驶舱中出现频率最高的典型飞行任务--飞行员告警信息感知、处理与决策为对象进行实验设计和一体化仿真;对实验操作和模拟仿真进行对比,表明ACT-R认知体系能够指导推进驾驶舱人机工效一体化中飞行员仿真理论与模型研究的发展,为驾驶舱优化设计与评估提供深层次的支撑。     

Does size matter? Spacious car cockpits may increase the probability of parking violations

Abstract

Cockpit design is a core area of human factors and ergonomics (HF/E). Ideally, good design compensates for human capacity limitations by distributing task requirements over human and interface to improve safety and performance. Recent empirical findings suggest that the mere spatial layout of car cockpits may influence driver behaviour, expanding current views on HF/E in cockpit design. To assess the reliability of findings showing that an expansive driver seat space predicts parking violations, we replicated an original field study in a geographically and socio-culturally different location and included an additional covariate. After controlling for car length, brand status, and car price, driver seat space remained a positive predictor of illegal parking. This suggests that the spatial design of vehicle cockpits may indeed have an influence on driver behaviour and may therefore be a relevant dimension to be included in research and applications of HF/E in cockpit design.

Practitioner summary: In car cockpit design, ergonomists typically focus on optimising human–machine interfaces to improve traffic safety. We replicate evidence showing that increasing physical space surrounding the driver relates to an increased probability of parking violations. This suggests that spatial design should be added to the ergonomist's toolbox for reducing traffic violations.     

A psychophysical and questionnaire investigation on the spatial disorientation triggered by cockpit layout and design

This study assessed Taiwanese air force combat jet pilots' ability to cope with spatial disorientation (SD) triggered by cockpit layout and design. The measurement items of psychophysical questionnaire were ranked by 325 air force combat jet pilots. This study prioritized the causes of SD perceived by combat jet pilots resulted from the unfamiliarity with instruments on aircraft undergoing flight training, the aircraft's cockpit canopy and the layout of instruments in the cockpit. A significant difference was found between with-SD experience and without-SD experience subjects' responses from adapting to the size of instruments in the cockpit, and from the helmet-mounted display (HMD). Considerable association was discernible between the position of instruments in the cockpit and combat jet models accrued; as well as between the helmet-mounted display (HMD) and combat jet models accrued. The study identify main cockpit layout and design causing SD of Taiwanese pilots based on combat jet models to eliminate the risk of SD, intensify SD training on preventing SD and provide pilots with skills to anticipate and assess the risk of SD during mission planning, and provide references to the military for future procurement of new aircraft models.Relevance to industryThese results provide important information to the defense manufacturers for designing the cockpit layout of combat jets to prevent SD of specific pilots. Finally, the results show the contribution of ergonomics to support military operational commanders in the design of training and prevention of SD.     

The ergonomics of flight management systems: fixing holes in the cockpit certification net

Recent air traffic control regulations mandate the installation of computer-based flight management systems in airliners across Europe. Integrating and certifying add-on cockpit systems is a long and costly process, which in its current form cannot meaningfully address ergonomics aspects. Two levels of problems occur: add-on systems carry many "classic" HCI failures, which could easily be addressed with modified certification requirements. Further, adding new technology changes practice, creates new skill and knowledge demands and produces new forms of error, which are more difficult to assess in advance. However, one innovative certification approach for add-on cockpit systems, based on the use of a representative population of user pilots, was found to be promising. This method minimizes the subjective bias of individual pilots in addition to defining pass/fail criteria in an operational environment.     

司钻控制房视觉工效评价研究

针对传统视觉工效评价中人工计算和作图误差的问题,在分析人体视野特性的基础上,引入了汽车视野设计原理中的眼椭圆和H点,结合计算机辅助人机工程设计技术,建立了石油钻机司钻控制房视觉工效评价模型。以CATIA作为二次开发平台,采用VB编制了司钻控制房视觉工效评价系统,实现了准确和快速定位不同百分位数人体模型眼位。最后,通过实例说明了系统的实用性,满足了司钻控制房人机界面布局可视化评估的要求。     

基于2003年标准数据的中国飞行员人体模型

首先介绍了CATIA 软件中的人体模型及其功能; 然后对软件中的加拿大、法国、韩国、日本人体数据进行了分析; 在此基础上就软件中建立新人体模型需要的人体数据与2003 年测量得到的中国飞行员的人体数据做了比较; 最后对中国飞行员人体数据做了选择和补充, 同时在CATIA 平台上建立了中国飞行员人体模型。该模型可以满足主机厂所在初步总体阶段的工效分析、评价工作。