隨著現(xiàn)代海上作戰(zhàn)任務的日益復雜,大型艦船指揮艙室中的功能和戰(zhàn)位不斷增加,而指揮艙室內(nèi)緊湊的空間決定了指揮控制系統(tǒng)的總操作人數(shù)和戰(zhàn)位非常有限,因此,合理布置艙室內(nèi)各功能戰(zhàn)位和操作設備對指揮艙室具有重要意義。通過大量研究分析表明,指揮艙室中的戰(zhàn)位和設備布置方案越合理,越有利于提高各戰(zhàn)位人員之間的協(xié)作效率以及指揮人員完成作戰(zhàn)任務的正確性,并有利于艙室團隊績效的發(fā)揮,進而從人因工程方面提升指控系統(tǒng)作戰(zhàn)效能。本文以大型船舶指揮艙室的內(nèi)部布置為研究對象。研究工作如下:首先,通過分析國內(nèi)外指揮艙室的布局設計現(xiàn)狀,并根據(jù)相關的國內(nèi)、外控制室布局設計標準,提出了針對大型船舶的指揮艙室布局設計準則。進而明確了指揮艙室布局優(yōu)化方法,確定以建立數(shù)學模型對指揮艙室布局優(yōu)化進行求解,并提出了數(shù)學建模分析流程。其次,以英國23型護衛(wèi)艦作戰(zhàn)任務流程作為參照,建立了典型操作任務模型,并采用層次任務分析法(HTA),操作順序流程圖法(OSD)和社交網(wǎng)絡分析法(SNA)對指揮艙室內(nèi)團隊協(xié)作狀況進行分析,繪制了操作順序流程圖和社交網(wǎng)絡關系圖,以此描述指揮艙室中各船員之間的關系,并計算了各船員在指控系統(tǒng)中的社交地位。同時,提出了以最低團隊協(xié)作努力程度為目標的指揮艙室布置優(yōu)化模型。然后,選用遺傳算法(GA)對指揮艙室布置優(yōu)化模型進行求解,開發(fā)了基于Matlab軟件的指揮艙室布局優(yōu)化求解平臺,并根據(jù)求解平臺的最優(yōu)布置結(jié)果,建立了基于UG軟件的指揮艙室三維模型仿真并展示。最后,根據(jù)本文提出的布局優(yōu)化方法,對指揮艙室的布局進行了優(yōu)化,并制定了指揮艙室布置優(yōu)化實驗驗證方案。通過匯總分析實驗過程中各船員間的溝通過程以及實驗完成后NASA-TLX評價量表等數(shù)據(jù)結(jié)果,比對優(yōu)化前后理論團隊協(xié)作努力程度,團隊工作負荷和任務完成時間表明優(yōu)化布置結(jié)果的正確性,進而驗證本文優(yōu)化方法的有效性。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U674.702
【部分圖文】：

文章框架結(jié)構(gòu)圖

圖 2.1 阿利·伯克驅(qū)逐艦 DDG51 上 CIC 戰(zhàn)位配置圖圖 2.2 朱姆沃爾特驅(qū)逐艦上 SMC 戰(zhàn)位配置圖而隨著科學技術越來越進步，美國海軍最新研制的 DDG1000 朱姆沃爾特級驅(qū)逐艦徹底改變了海軍進行水面作戰(zhàn)的業(yè)務方式。就是放棄了狹窄，昏暗的戰(zhàn)斗信息中心（CIC），這是過去的 USN 戰(zhàn)艦數(shù)十年來的固定配置，取而代之的是最先進，寬敞的艦船任務中心（SMC），見圖 2.2。

圖 2.2 朱姆沃爾特驅(qū)逐艦上 SMC 戰(zhàn)位配置圖而隨著科學技術越來越進步，美國海軍最新研制的 DDG1000 朱姆沃爾特級驅(qū)逐艦徹底改變了海軍進行水面作戰(zhàn)的業(yè)務方式。就是放棄了狹窄，昏暗的戰(zhàn)斗信息中心（CIC），這是過去的 USN 戰(zhàn)艦數(shù)十年來的固定配置，取而代之的是最先進，寬敞的艦船任務中心（SMC），見圖 2.2。與戰(zhàn)斗信息中心（CIC）相比，艦船任務中心（SMC）更加寬敞明亮，專用重型控制臺已經(jīng)不復存在，取而代之的是簡化的控制臺和工作站，數(shù)十個單獨的三屏工作站，稱為通用顯示站，將填補艦船任務中心的大部分，還包括一個位于高處的高級軍官指揮控制專屬區(qū)域，可俯瞰多層次的船舶任務中心。船舶任務中心通過拆除過去專用和狹窄的戰(zhàn)斗信息中心的硬件和空間規(guī)劃障礙，指揮官及船員將能夠更清楚地了解他們周圍的戰(zhàn)場，并且能夠更有效地相互溝通和協(xié)作。并通過創(chuàng)新作戰(zhàn)系統(tǒng)用戶界面，大大提高機組人員的態(tài)勢感知能力，降低工作負荷，從而更快更好的做出決策并執(zhí)行，提高指控系統(tǒng)作戰(zhàn)效能。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王運龍;王晨;紀卓尚;趙學國;;船舶居住艙室智能布局優(yōu)化設計方法研究[J];中國造船;2013年03期

2 張國民;;遺傳算法的綜述[J];科技視界;2013年09期

3 王威;閔紹榮;謝紅勝;羅威;;用于艦艇效能評估的蘭徹斯特方程改進研究[J];中國艦船研究;2013年01期

4 王文全;黃勝;胡玉龍;侯遠杭;王超;;艦船通道布局優(yōu)化模型及其粒子群算法[J];武漢理工大學學報;2012年09期

5 胡玉龍;黃勝;侯遠杭;王文全;;航空母艦機庫主尺度要素設計方法[J];上海交通大學學報;2012年08期

6 胡玉龍;黃勝;侯遠杭;王文全;;艦船艙室分布的多目標優(yōu)化設計模型研究[J];華中科技大學學報(自然科學版);2011年12期

7 顧金良;李敬東;;艦艇多功能顯控臺的未來發(fā)展展望[J];儀表技術;2011年11期

8 鄧小龍;柳存根;;船舶錨泊布置智能設計研究[J];船舶工程;2011年03期

9 鄧小龍;柳存根;;船舶三維數(shù)字化設計研究[J];船舶工程;2010年05期

10 王小非;;美軍指控系統(tǒng)發(fā)展及其對我海軍艦載指控系統(tǒng)建設的啟示[J];艦船電子工程;2010年05期

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1 戰(zhàn)翌婷;船舶數(shù)字化設計軟件平臺關鍵技術研究[D];大連理工大學;2008年

2 馮軍;船舶艙室智能虛擬布置設計方法與關鍵技術研究[D];武漢理工大學;2005年

相關碩士學位論文 前7條

1 閆石;船舶典型艙室布置和作業(yè)分析[D];哈爾濱工程大學;2013年

2 鄧小龍;船舶智能總布置設計若干關鍵技術研究[D];上海交通大學;2012年

3 王帥旗;船舶駕駛室布置人機工程設計及其應用[D];哈爾濱工程大學;2012年

4 劉智強;基于CATIA的拖網(wǎng)漁船三維參數(shù)化布置研究[D];大連理工大學;2011年

5 李云;游艇艙室參數(shù)化布置設計[D];武漢理工大學;2009年

6 周發(fā)模;粒子群算法及其在機艙布置優(yōu)化的應用研究[D];武漢理工大學;2009年

7 夏祥勝;基于參數(shù)化客船總布置繪圖系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學;2002年

本文編號：2823386