本發(fā)明涉及飛行安全駕駛艙多人協(xié)同交互設(shè)計(jì)和測(cè)量，具體為一種人機(jī)工效測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)評(píng)方法。

背景技術(shù)：

1、人為因素是影響飛行器運(yùn)行效果與飛行安全的重要因素，而駕駛艙是飛行員進(jìn)行飛行操作的主要工作環(huán)境。中國(guó)民航規(guī)章在多處條例中規(guī)范了駕駛艙對(duì)人為因素的影響，要求“駕駛艙及其設(shè)備”必須為飛行器操縱者提供“足夠?qū)掗煛⑶逦筒皇д娴囊暯纭?，必須保證“操作方便并防止混淆和誤動(dòng)”，以實(shí)現(xiàn)機(jī)組在執(zhí)行職責(zé)時(shí)“不致過(guò)分專注或疲勞”。

2、經(jīng)檢索，中國(guó)專利號(hào)為cn109145485b的專利，公開(kāi)了一種人機(jī)工效測(cè)試方法，包括：獲取基于預(yù)設(shè)顯控布局參數(shù)仿真飛行過(guò)程中的測(cè)量和仿真數(shù)據(jù)；將測(cè)量和仿真數(shù)據(jù)按照預(yù)定時(shí)長(zhǎng)劃分得到多組飛行人因單元初始數(shù)據(jù)；基于每組飛行人因單元初始數(shù)據(jù)，通過(guò)人機(jī)工效計(jì)算得到飛行人因單元的人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)；將多組人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)設(shè)場(chǎng)景約束分類，得到預(yù)設(shè)顯控布局參數(shù)及預(yù)設(shè)場(chǎng)景約束下飛行員操作的人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)集。該申請(qǐng)可更直觀地獲取人機(jī)工效結(jié)果統(tǒng)計(jì)值與駕駛艙顯示控制布局參數(shù)變化的相互關(guān)系，同時(shí)方便駕駛艙顯示控制布局設(shè)計(jì)的迅速迭代與優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3、現(xiàn)有的許多測(cè)試系統(tǒng)僅針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)，缺乏足夠的靈活性和可擴(kuò)展性，難以覆蓋復(fù)雜多變的實(shí)際工作環(huán)境，部分系統(tǒng)雖然能夠記錄人機(jī)交互過(guò)程中的數(shù)據(jù)，但在數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和全面性方面存在不足，難以提供深入的性能分析報(bào)告?；诖?，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種人機(jī)工效測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)評(píng)方法，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種人機(jī)工效測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)評(píng)方法，解決了背景技術(shù)中的精確性與靈活性不夠的問(wèn)題。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種人機(jī)工效測(cè)試系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)劃分模塊、第一計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)分類模塊、第二計(jì)算模塊、展示與報(bào)告模塊和虛擬仿真平臺(tái)，

4、數(shù)據(jù)獲取模塊：數(shù)據(jù)獲取模塊用于在預(yù)設(shè)顯控布局參數(shù)下，仿真飛行過(guò)程中的測(cè)量和仿真數(shù)據(jù)收集；

5、數(shù)據(jù)劃分模塊：將上述測(cè)量和仿真數(shù)據(jù)按照預(yù)定時(shí)長(zhǎng)劃分為多組飛行人員單元初始數(shù)據(jù)，以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理與分析；

6、第一計(jì)算模塊：得到初始數(shù)據(jù)，對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，得出飛行人因單元的人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)；

7、數(shù)據(jù)分類模塊：將多組人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)場(chǎng)景約束進(jìn)行分類，形成預(yù)設(shè)顯控布局參數(shù)及預(yù)設(shè)場(chǎng)景約束下飛行員操作的人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)集；

8、第二計(jì)算模塊：對(duì)上述分類后的人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理，得到人機(jī)工效測(cè)試數(shù)據(jù)；

9、展示與報(bào)告模塊：將處理后的數(shù)據(jù)以可視化形式展示，并生成詳細(xì)的人機(jī)工效性能分析報(bào)告；

10、虛擬仿真平臺(tái)：用于構(gòu)建仿真飛行環(huán)境，模擬不同顯控布局參數(shù)和飛行場(chǎng)景，以驗(yàn)證和優(yōu)化測(cè)試系統(tǒng)的性能。

11、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)獲取模塊還包括信號(hào)預(yù)處理單元，用于對(duì)捕獲的眼部信號(hào)、手部信號(hào)、生理信號(hào)、肢體信號(hào)、操控信號(hào)及飛行信號(hào)進(jìn)行濾波、去噪和標(biāo)準(zhǔn)化處理。

12、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)劃分模塊進(jìn)一步包括動(dòng)態(tài)調(diào)整單元，根據(jù)飛行任務(wù)的復(fù)雜度和飛行員的操作行為動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)定時(shí)長(zhǎng)，以確保每個(gè)飛行人因單元初始數(shù)據(jù)包含足夠且適當(dāng)?shù)男畔⒘俊?/p>

13、優(yōu)選的，所述第一計(jì)算模塊包括以下單元，

14、過(guò)程數(shù)據(jù)計(jì)算單元：基于每組飛行人因單元初始數(shù)據(jù)，計(jì)算得到操作反應(yīng)時(shí)間、操作完成時(shí)間和操作偏差等飛行人因單元過(guò)程數(shù)據(jù)；

15、目標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算單元：進(jìn)一步基于過(guò)程數(shù)據(jù)，通過(guò)人機(jī)工效計(jì)算模型，得到認(rèn)知反應(yīng)、工作負(fù)荷、控制活動(dòng)和績(jī)效結(jié)果等飛行人因單元目標(biāo)數(shù)據(jù)，其中人機(jī)工效計(jì)算模型采用深度學(xué)習(xí)算法，通過(guò)訓(xùn)練大量歷史飛行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行員認(rèn)知反應(yīng)、工作負(fù)荷、控制活動(dòng)和績(jī)效結(jié)果的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)；

16、相關(guān)性計(jì)算單元：對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，得出飛行人因單元的人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)；

17、異常檢測(cè)單元：用于識(shí)別并標(biāo)記過(guò)程數(shù)據(jù)中的異常值或異常模式，以便后續(xù)數(shù)據(jù)分析和處理時(shí)能夠排除或特別考慮這些異常；

18、所述第一計(jì)算模塊還包括多源數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠綜合處理眼部信號(hào)、手部信號(hào)、生理信號(hào)等多源數(shù)據(jù)，以全面評(píng)估飛行員的操作狀態(tài)和人機(jī)工效。

19、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分類模塊包括以下技術(shù)，

20、無(wú)線傳感技術(shù)：采用無(wú)線射頻與藍(lán)牙技術(shù)相結(jié)合的方式，確保數(shù)據(jù)在高速傳輸?shù)耐瑫r(shí)保持高質(zhì)量，且對(duì)被試無(wú)束縛、無(wú)干擾；

21、同步記錄技術(shù)：實(shí)現(xiàn)心理、生理和行為數(shù)據(jù)在同一時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間段內(nèi)的實(shí)時(shí)同步記錄與追蹤；

22、所述數(shù)據(jù)分類模塊還包括自定義場(chǎng)景設(shè)置單元，允許用戶根據(jù)具體測(cè)試需求自定義飛行階段、飛行事件或飛行流程。

23、優(yōu)選的，所述第二計(jì)算模塊中，對(duì)人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)集進(jìn)行加權(quán)平均處理，得到人機(jī)工效結(jié)果統(tǒng)計(jì)值，該統(tǒng)計(jì)值即為預(yù)設(shè)顯控布局參數(shù)及預(yù)設(shè)場(chǎng)景約束下的人機(jī)工效測(cè)試數(shù)據(jù)；所述第二計(jì)算模塊還包括權(quán)重分配單元，允許用戶根據(jù)不同場(chǎng)景或指標(biāo)的重要性自定義加權(quán)平均的權(quán)重。

24、優(yōu)選的，所述展示與報(bào)告模塊包括交互式分析界面，允許用戶通過(guò)拖拽、縮放等操作直觀探索人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)，并支持導(dǎo)出多種格式(如pdf、excel、csv)的詳細(xì)報(bào)告。

25、優(yōu)選的，所述展示與報(bào)告模塊包括趨勢(shì)預(yù)測(cè)單元，基于歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前測(cè)試結(jié)果，預(yù)測(cè)未來(lái)飛行任務(wù)中飛行員的人機(jī)工效表現(xiàn)。

26、優(yōu)選的，所述人機(jī)工效性能分析報(bào)告包括操作效率、疲勞狀態(tài)、認(rèn)知負(fù)荷關(guān)鍵指標(biāo)。

27、優(yōu)選的，一種人機(jī)工效測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)評(píng)方法，包括以下步驟，

28、步驟s1：利用數(shù)據(jù)獲取模塊，獲取基于預(yù)設(shè)顯控布局參數(shù)仿真飛行過(guò)程中的測(cè)量和仿真數(shù)據(jù)；

29、步驟s2：將所述測(cè)量和仿真數(shù)據(jù)按照預(yù)定時(shí)長(zhǎng)劃分得到多組飛行人員單元初始數(shù)據(jù)；

30、步驟s3：基于每組飛行人因單元初始數(shù)據(jù)，通過(guò)第一計(jì)算模塊的計(jì)算，得到飛行人因單元的人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)；

31、步驟s4：將多組人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)按預(yù)設(shè)場(chǎng)景約束分類，得到預(yù)設(shè)顯控布局參數(shù)及預(yù)設(shè)場(chǎng)景約束下飛行員操作的人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)集；

32、步驟s5：對(duì)所述人機(jī)工效結(jié)果數(shù)據(jù)集進(jìn)行加權(quán)平均，得到人機(jī)工效結(jié)果統(tǒng)計(jì)值，該統(tǒng)計(jì)值即為預(yù)設(shè)顯控布局參數(shù)及預(yù)設(shè)場(chǎng)景約束下的人機(jī)工效測(cè)試數(shù)據(jù)；

33、步驟s6：通過(guò)展示與報(bào)告模塊，將測(cè)試結(jié)果以可視化形式展示，并生成詳細(xì)的人機(jī)工效性能分析報(bào)告。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：

35、1、本發(fā)明，通過(guò)構(gòu)建虛擬仿真平臺(tái)，能夠模擬不同顯控布局參數(shù)和飛行場(chǎng)景，使得測(cè)試系統(tǒng)不再局限于特定應(yīng)用場(chǎng)景，能夠靈活應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的實(shí)際工作環(huán)境。這種設(shè)計(jì)極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，為未來(lái)的新場(chǎng)景和新需求提供了快速響應(yīng)的能力。

36、2、本發(fā)明，數(shù)據(jù)獲取模塊中集成的信號(hào)預(yù)處理單元有效提高了數(shù)據(jù)的濾波、去噪和標(biāo)準(zhǔn)化處理能力，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，多源數(shù)據(jù)分析技術(shù)的引入，使得系統(tǒng)能夠綜合處理眼部信號(hào)、手部信號(hào)、生理信號(hào)等多源數(shù)據(jù)，全面評(píng)估飛行員的操作狀態(tài)和人機(jī)工效，從而提高了數(shù)據(jù)處理的全面性和深度。

37、3、本發(fā)明，第一計(jì)算模塊采用深度學(xué)習(xí)算法構(gòu)建的人機(jī)工效計(jì)算模型，通過(guò)訓(xùn)練大量歷史飛行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛行員認(rèn)知反應(yīng)、工作負(fù)荷、控制活動(dòng)和績(jī)效結(jié)果的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。此外，異常檢測(cè)單元能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理數(shù)據(jù)中的異常值或異常模式，進(jìn)一步提高了評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。