本文關(guān)鍵詞：飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與綜合評估關(guān)鍵技術(shù)

  更多相關(guān)文章： 人機工效設(shè)計 姿勢預測 人機工效數(shù)據(jù)可視化 社團結(jié)構(gòu)分析 綜合評估

【摘要】：在科學技術(shù)不斷發(fā)展的背景下,人們對產(chǎn)品的各項指標都提出了越來越高的要求,作為影響產(chǎn)品體驗的重要因素,人機工效也得到了越來越多的重視,人機工效設(shè)計與評估已逐漸成為產(chǎn)品開發(fā)過程中的重要組成部分。在航空領(lǐng)域,由于設(shè)計與制造技術(shù)的進步,飛機產(chǎn)品的功能性問題逐步減少,而人機工效問題逐漸被凸顯出來,如何有效的提升飛機駕駛艙的人機工效性能,提升飛行員舒適性與飛行任務(wù)執(zhí)行效率,降低因人機工效問題引發(fā)的事故率已成為飛機產(chǎn)品開發(fā)過程中亟需解決的問題。因此,人機工效逐漸得到了眾多飛機設(shè)計機構(gòu)的重視,在飛機駕駛艙的設(shè)計與評估過程中占據(jù)了越來越重要的地位。然而飛機駕駛艙是結(jié)構(gòu)與功能都非常復雜的系統(tǒng),現(xiàn)有的人機工效設(shè)計與評估方法僅能夠在局部發(fā)揮一定的作用,缺乏系統(tǒng)的、綜合的理論與方法,不能滿足日益增長的設(shè)計與評估需求。本文依托“飛機駕駛艙人機工效評估與設(shè)計技術(shù)研究”項目,從飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與綜合評估出發(fā),在對人體姿勢預測技術(shù)、人機工效可視化技術(shù)、社團結(jié)構(gòu)分析技術(shù)以及人機工效綜合評估技術(shù)等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與綜合評估系統(tǒng)框架,并提出了相應(yīng)的解決方案。本文的主要工作如下:(1)通過分析飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與綜合評估涉及的因素,提出了人機工效設(shè)計與綜合評估的體系框架,確定了其主要研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)。在人機工效設(shè)計方面,分別從飛機駕駛艙交互界面、顯示控制裝置層面出發(fā),對比研究了人機工效數(shù)據(jù)可視化、顯示控制裝置關(guān)聯(lián)關(guān)系分析相關(guān)理論方法;在人機工效評估方面,從飛機駕駛艙設(shè)計方案綜合評估出發(fā),分析了綜合評估相關(guān)理論,從而確立了人機工效設(shè)計與綜合評估的理論體系。(2)在人機工效設(shè)計方面,運用統(tǒng)計學方法實現(xiàn)了人體尺寸的預測,通過改進遺傳算法,實現(xiàn)了三維空間人體姿勢的預測,進而運用舒適性評估方法實現(xiàn)了舒適性參數(shù)的求解,最后提出了飛機駕駛艙人機工效數(shù)據(jù)可視化的方法,實現(xiàn)了視域、可達域及舒適性參數(shù)等人機工效數(shù)據(jù)的可視化,并給出了實例驗證;提出了飛機駕駛艙顯示控制裝置關(guān)聯(lián)關(guān)系的計算方法,運用主觀與客觀評估法獲取關(guān)聯(lián)關(guān)系并構(gòu)建復雜網(wǎng)絡(luò),研究并改進了利用GN(Girvan-Newman)算法和CNM(Clauset-Newman-Moore)算法對所構(gòu)建的飛機駕駛艙顯示控制裝置復雜網(wǎng)絡(luò)進行社團結(jié)構(gòu)分析的方法,實現(xiàn)了社團結(jié)構(gòu)求解,通過實例驗證了方法的有效性。(3)在人機工效綜合評估方面,研究了人機工效綜合評估的相關(guān)因素,構(gòu)建了人機工效綜合評估體系,結(jié)合多種人機工效評估途徑提出了人機工效綜合評估流程,運用多屬性決策理論將軟硬件客觀評估數(shù)據(jù)及專家主觀評估數(shù)據(jù)進行了整合,實現(xiàn)了對飛機駕駛艙人機工效性能的多途徑綜合評估。(4)在對飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與綜合評估系統(tǒng)進行總體設(shè)計的基礎(chǔ)上,明確了系統(tǒng)的技術(shù)體系及功能模塊,提出了人機工效設(shè)計與綜合評估的解決方案。開發(fā)了飛機駕駛艙人機工效數(shù)據(jù)可視化子系統(tǒng),實現(xiàn)了視域、可達域及舒適性參數(shù)的可視化;開發(fā)了飛機駕駛艙顯示控制裝置社團結(jié)構(gòu)分析子系統(tǒng),實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的導入、復雜網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及社團結(jié)構(gòu)的求解;開發(fā)了飛機駕駛艙人機工效綜合評估子系統(tǒng),實現(xiàn)了評估數(shù)據(jù)導入、評估權(quán)重計算與修正、數(shù)據(jù)集結(jié)等。綜上所述,論文從整體角度研究了進行飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與評估的技術(shù)流程,搭建了人機工效設(shè)計與綜合評估理論框架,對相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進行了研究,并開發(fā)了原型系統(tǒng),對飛機駕駛艙的人機工效性能的提高起到了系統(tǒng)性的促進作用,同時也為飛機駕駛艙的人機工效研究開辟了新的思路與方向。
【關(guān)鍵詞】：人機工效設(shè)計 姿勢預測 人機工效數(shù)據(jù)可視化 社團結(jié)構(gòu)分析 綜合評估
【學位授予單位】：西北工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V223.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 研究背景與意義12-15
• 1.1.1 人機工效學12-13
• 1.1.2 人機工效設(shè)計與評估13
• 1.1.3 飛機駕駛艙與人機工效13-15
• 1.2 飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與評估研究現(xiàn)狀15-22
• 1.2.1 飛機駕駛艙發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 駕駛艙人機工效設(shè)計與評估國外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.3 駕駛艙人機工效設(shè)計與評估國內(nèi)研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3 研究目標與關(guān)鍵技術(shù)22-24
• 1.3.1 研究目標22-23
• 1.3.2 關(guān)鍵技術(shù)及解決方案23-24
• 1.4 研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)24-26
• 1.4.1 研究內(nèi)容24
• 1.4.2 組織結(jié)構(gòu)24-26
• 第二章 飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與綜合評估理論方法體系26-48
• 2.1 飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與綜合評估架構(gòu)26-29
• 2.1.1 飛機駕駛艙人機工效設(shè)計27-28
• 2.1.2 飛機駕駛艙人機工效綜合評估28-29
• 2.1.3 飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與綜合評估體系29
• 2.2 交互界面人機工效數(shù)據(jù)可視化相關(guān)理論與方法29-39
• 2.2.1 人體運動學模型30-33
• 2.2.2 人體尺寸及姿勢預測33-35
• 2.2.3 人機工效評估方法35-39
• 2.3 關(guān)聯(lián)關(guān)系分析相關(guān)理論與方法39-41
• 2.3.1 復雜網(wǎng)絡(luò)基本概念40
• 2.3.2 復雜網(wǎng)絡(luò)社團結(jié)構(gòu)求解方法40-41
• 2.4 人機工效綜合評估相關(guān)理論與方法41-46
• 2.4.1 多屬性決策賦權(quán)方法43-44
• 2.4.2 多屬性決策算子44-46
• 2.5 本章小結(jié)46-48
• 第三章 飛機駕駛艙交互界面人機工效數(shù)據(jù)可視化技術(shù)48-68
• 3.1 飛行員人體尺寸預測48-51
• 3.1.1 人體各部分尺寸關(guān)聯(lián)性48-49
• 3.1.2 人體尺寸預測49-51
• 3.2 飛行員人體視域及可達域參數(shù)可視化51-55
• 3.2.1 視域可視化51-52
• 3.2.2 可達域可視化52-55
• 3.3 飛行員舒適性參數(shù)可視化55-64
• 3.3.1 飛行員人體姿勢預測55-60
• 3.3.2 基于關(guān)節(jié)角度的舒適性評估60-63
• 3.3.3 飛行員舒適性參數(shù)可視化63-64
• 3.4 案例分析64-66
• 3.5 本章小結(jié)66-68
• 第四章 飛機駕駛艙顯示控制裝置社團結(jié)構(gòu)分析技術(shù)68-86
• 4.1 飛機駕駛艙顯示控制裝置關(guān)聯(lián)分析必要性68-70
• 4.2 顯示控制裝置關(guān)聯(lián)分析與復雜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建70-74
• 4.2.1 顯示控制裝置關(guān)聯(lián)分析70-73
• 4.2.2 復雜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與存儲73-74
• 4.3 顯示控制裝置無權(quán)復雜網(wǎng)絡(luò)社團結(jié)構(gòu)分析74-78
• 4.3.1 算法衡量標準——模塊度75
• 4.3.2 分裂算法75-77
• 4.3.3 凝聚算法77-78
• 4.4 顯示控制裝置加權(quán)復雜網(wǎng)絡(luò)社團結(jié)構(gòu)分析78-80
• 4.4.1 改進GN算法79
• 4.4.2 改進CNM算法79-80
• 4.5 案例分析80-85
• 4.5.1 無權(quán)網(wǎng)絡(luò)社團結(jié)構(gòu)分析81-84
• 4.5.2 加權(quán)網(wǎng)絡(luò)社團結(jié)構(gòu)分析84-85
• 4.6 本章小結(jié)85-86
• 第五章 飛機駕駛艙人機工效多途徑綜合評估技術(shù)86-108
• 5.1 飛機駕駛艙人機工效評估因素與評估方法86-93
• 5.1.1 飛機駕駛艙人機工效評估因素86-89
• 5.1.2 飛機駕駛艙人機工效評估方法89-92
• 5.1.3 人機工效評估體系及技術(shù)路線92-93
• 5.2 飛機駕駛艙人機工效虛擬及物理客觀評估93-95
• 5.2.1 基于熵權(quán)法的權(quán)重計算94
• 5.2.2 基于TOPSIS法的數(shù)據(jù)集結(jié)94-95
• 5.3 飛機駕駛艙人機工效主觀模糊評估95-98
• 5.3.1 飛機駕駛艙評估屬性權(quán)重96-97
• 5.3.2 參與評估專家權(quán)重97
• 5.3.3 主觀評估數(shù)據(jù)集結(jié)97-98
• 5.4 飛機駕駛艙人機工效綜合評估98-100
• 5.4.1 主觀與客觀評估方法權(quán)重計算98-99
• 5.4.2 權(quán)重修正99-100
• 5.4.3 數(shù)據(jù)集結(jié)與決策100
• 5.5 案例分析100-106
• 5.5.1 虛擬及物理評估100-102
• 5.5.2 專家模糊評估102-104
• 5.5.3 人機工效綜合評估104-106
• 5.6 本章小結(jié)106-108
• 第六章 飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與綜合評估系統(tǒng)開發(fā)108-122
• 6.1 飛機駕駛艙人機工效設(shè)計與綜合評估系統(tǒng)總體設(shè)計108-111
• 6.1.1 系統(tǒng)設(shè)計目標108
• 6.1.2 系統(tǒng)技術(shù)體系108-110
• 6.1.3 系統(tǒng)總體框架110-111
• 6.2 飛機駕駛艙交互界面人機工效數(shù)據(jù)可視化子系統(tǒng)開發(fā)111-115
• 6.2.1 子系統(tǒng)需求分析111
• 6.2.2 子系統(tǒng)總體設(shè)計111-112
• 6.2.3 子系統(tǒng)功能實現(xiàn)112-115
• 6.3 飛機駕駛艙顯示控制裝置社團結(jié)構(gòu)分析子系統(tǒng)開發(fā)115-118
• 6.3.1 子系統(tǒng)需求分析115-116
• 6.3.2 子系統(tǒng)總體設(shè)計116
• 6.3.3 子系統(tǒng)功能實現(xiàn)116-118
• 6.4 飛機駕駛艙人機工效綜合評估子系統(tǒng)開發(fā)118-121
• 6.4.1 子系統(tǒng)需求分析118-119
• 6.4.2 子系統(tǒng)總體設(shè)計119-120
• 6.4.3 子系統(tǒng)功能實現(xiàn)120-121
• 6.5 本章小結(jié)121-122
• 第七章 結(jié)論122-126
• 7.1 主要工作及結(jié)論122-123
• 7.2 主要創(chuàng)新點123
• 7.3 研究展望123-126
• 參考文獻126-136
• 致謝136-138
• 攻讀博士學位期間的研究工作和成果138-140

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 羅毅;李昱龍;;基于熵權(quán)法和灰色關(guān)聯(lián)分析法的輸電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 駱磊;工業(yè)產(chǎn)品形態(tài)人機設(shè)計理論方法研究[D];西北工業(yè)大學;2007年

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本文編號：1121088