基于乘務(wù)員特性的機(jī)車駕駛界面優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、機(jī)車司機(jī)室是乘務(wù)員獲取列車運(yùn)行信息并進(jìn)行駕駛操作的特定場所，司機(jī)室駕駛界面的設(shè)計(jì)對列車的安全運(yùn)行具有特別意義，是列車設(shè)計(jì)技術(shù)的重要組成部分。作為一個(gè)典型的人機(jī)系統(tǒng)，司機(jī)室的設(shè)計(jì)思想經(jīng)歷了一個(gè)從“以機(jī)器為本”到“以人為本”的轉(zhuǎn)變，目前已出現(xiàn)基于乘務(wù)員本身的生理、心理需求的司機(jī)室設(shè)計(jì)實(shí)踐和以提高駕駛舒適度為目的的研究，同時(shí)對乘務(wù)員的駕駛疲勞、認(rèn)知負(fù)荷、情境意識(shí)等研究也開始引起人們的注意，因此本文嘗試從乘務(wù)員特性出發(fā)進(jìn)行司機(jī)室駕駛界面的優(yōu)化設(shè)

2、計(jì)。
　　乘務(wù)員特性由人體測量生理特性、駕駛作業(yè)中的認(rèn)知特性與行為特性等內(nèi)容組成，與此對應(yīng)的駕駛界面優(yōu)化設(shè)計(jì)問題包括人機(jī)匹配關(guān)系、人機(jī)信息關(guān)系及人機(jī)操作關(guān)系的設(shè)計(jì)等。
　　乘務(wù)員生理特性主要是人體立姿與坐姿時(shí)的靜態(tài)尺寸、動(dòng)態(tài)幅度、人體力量測試數(shù)據(jù)及人的視覺與聽覺一般特性等。通過文獻(xiàn)調(diào)研的方法對以上人體生理數(shù)據(jù)進(jìn)行了匯總、歸納與整理，并以圖表的形式呈現(xiàn)，為駕駛界面的人機(jī)匹配關(guān)系分析與設(shè)備尺度的優(yōu)化設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。
　　采

3、用設(shè)計(jì)調(diào)查與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法對乘務(wù)員的認(rèn)知與行為特性進(jìn)行了研究。嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)調(diào)查的程序，在正式問卷調(diào)查前經(jīng)過了多次訪談與兩次試調(diào)查，并根據(jù)調(diào)查對象的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了抽樣方法，保證了調(diào)查效度。數(shù)據(jù)分析顯示α信度系數(shù)為0.92，調(diào)查信度較高。結(jié)果說明，乘務(wù)員的年齡、駕齡、受教育程度與左右手習(xí)慣與司機(jī)室控制器的可操作性沒有相關(guān)性，乘務(wù)員能熟練掌握控制器的操作，但對操作舒適性的評價(jià)不高；各種儀表的認(rèn)讀性無顯著差異，但開窗式儀表的認(rèn)讀性與駕齡顯著正

4、相關(guān)，表明其認(rèn)讀需要學(xué)習(xí)與鍛煉；在速度顯示方式方面，速度表與運(yùn)行監(jiān)控顯示屏上的速度曲線兩者顯著相關(guān)，但沒有明顯差異，表明兩者都是乘務(wù)員獲取速度信息的主要方式，需同時(shí)存在。
　　采用SMI HED頭盔式眼動(dòng)儀對乘務(wù)員的駕駛作業(yè)進(jìn)行了視線追蹤實(shí)驗(yàn)，對注視點(diǎn)的位置與跳躍順序、注視時(shí)間等指標(biāo)進(jìn)行了記錄，并總結(jié)了典型駕駛?cè)蝿?wù)中乘務(wù)員的視覺策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，駕駛作業(yè)中乘務(wù)員的主要視覺任務(wù)是對前方線路和信號(hào)燈的嘹望，對駕駛界面上儀表及顯示屏的

5、觀察是快速和短暫的，操縱臺(tái)的布局不應(yīng)影響乘務(wù)員的正常嘹望。
　　在設(shè)計(jì)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立了基于駕駛?cè)蝿?wù)的描述性乘務(wù)員模型，該模型由駕駛?cè)蝿?wù)、行為模型、認(rèn)知模型和設(shè)計(jì)指南四部分組成。建立了乘務(wù)員的綜合認(rèn)知模型和行為動(dòng)態(tài)模型，分析發(fā)現(xiàn)乘務(wù)員駕駛作業(yè)的顯著特點(diǎn)是信息前饋認(rèn)知方式，基于直覺或規(guī)則，對系統(tǒng)下一步的狀態(tài)有明確預(yù)測；其行為特點(diǎn)是基于規(guī)則的，按照業(yè)已存在的行為模板進(jìn)行操作。視覺信息的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量簡單明確，避免復(fù)雜的含義，作為信

6、號(hào)或符號(hào)激發(fā)一套既定的規(guī)則行為。
　　在分析乘務(wù)員特性的基礎(chǔ)上，提出了司機(jī)室駕駛界面優(yōu)化設(shè)計(jì)在適度性、一致性、確定性、結(jié)構(gòu)性和指導(dǎo)性上的要求，并在此要求下進(jìn)行了駕駛界面優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)踐工作。在人機(jī)工程學(xué)分析軟件Jack中建立了司機(jī)室人機(jī)關(guān)系分析仿真模型，分析了現(xiàn)有設(shè)計(jì)的不足之處，對駕駛界面視覺信息的重要度、觀察頻度和人機(jī)工學(xué)鏈值進(jìn)行了調(diào)查與計(jì)算，并對目前顯示屏的常用圖標(biāo)進(jìn)行了認(rèn)讀性調(diào)查，提出了駕駛界面布局、司機(jī)室設(shè)備尺度及顯示屏軟件