火电厂主控室人机界面虚拟评价方法

论文摘要

火电厂主控制室人机界面是操纵员与机组相互联系的媒介与纽带。良好的人机界面设计对提高人机交互的效率、保证机组的安全运行具有重要的作用。基于虚拟技术的事先设计评价是提高人机界面设计质量的重要途径。人机界面的评价包括人机界面几何参数的设计评价和人机界面与人的主观期望一致性的评价。目前已开发的人机界面几何参数评价软件运行环境与建模环境不兼容,应用这些软件必须频繁在评价环境与建模环境之间转换,可用性差;人机界面的主观期望评价软件则基于静态环境开发,不能真实反映主控制室中显示与控制信息之间的动态关联。因此,寻求几何参数设计与评价的实时交互和主观期望的功能模拟仿真评价方法具有重要的工程应用价值。针对上述问题,本文提出基于数字化仿真技术的火电厂主控制室人机界面虚拟评价方法,主要研究内容包括:1主观评价适用理论的研究主观评价的理论一直是人机界面评价领域所关注的焦点之一,目前尚处于探讨之中。本文在比较多种不确定系统理论方法的基础上,提出了适用于火电厂主控制室人机界面主观评价的方法。2评价用人体模型的研究人体模型是人机界面的重要组成部分,目前国内尚无直接参与评价过程的人体模型。本文分析了客观评价用人体模型的开发环境和构造方法,开发的中国成年人人体模型可用于人机界面的实时交互评价。3主控制室功能模拟仿真评价方法的研究主观评价环境应尽可能与主控制室人机界面的实际运行环境一致,以便反映系统运行中各个要素之间的动态关联。本文研究了基于虚拟仪表技术的功能模拟仿真人机界面的开发方法,开发了主控制室功能仿真人机界面模型。4主控制室主、客观评价指标与权值的研究评价指标是量化人机界面评价结果的基础。以往的研究多采用静态的方法,缺乏对功能模拟仿真人机界面评价指标的研究。本文在研究了主控制室人机界面组成要素的基础上,提出了主控制室人机界面的动、静态评价指标和各个评价指标权值的确定方法。5人机界面综合评价软件的开发在主控制室人机界面主、客观评价的基础上,对人机界面实时交互评价和功能模拟仿真评价软件进行了集成,开发了主控制室人机界面综合评价软件。最后,通过对烟台发电厂主控制室人机界面的综合评价,对本文提出的评价方法进行了验证,并对主控制室人机界面的设计提出了改进建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 人机界面评价发展概述
• 1.2.1 国外人机界面评价发展概述
• 1.2.2 国内人机界面评价发展概述
• 1.3 论文主要研究内容
• 第2章 主控制室人机界面评价相关标准
• 2.1 人机界面客观评价标准
• 2.1.1 显示器客观评价标准
• 2.1.2 操纵器客观评价标准
• 2.1.3 控制台客观评价标准
• 2.2 人机界面主观评价标准
• 2.3 本章小结
• 第3章 灰色系统理论与层次分析法
• 3.1 灰色系统
• 3.1.1 认知模式
• 3.1.2 构造关系
• 3.1.3 信息覆盖
• 3.1.4 灰元、灰数和灰关系
• 3.2 几种不确定性系统研究方法的比较
• 3.3 灰色聚类
• 3.3.1 灰色聚类的算法
• 3.3.2 主观评价数学模型的建立
• 3.4 层次分析法
• 3.5 本章小结
• 第4章 主控制室人机界面评价指标与权值的研究
• 4.1 人机界面的评价指标
• 4.1.1 客观评价指标的确定
• 4.1.2 主观评价指标的确定
• 4.2 人机界面评价指标权值的确定
• 4.3 本章小结
• 第5章 主控制室人机界面建模与综合评价软件的开发
• 5.1 客观评价开发环境
• 5.1.1 开发模式的选择
• 5.1.2 菜单与对话框设计
• 5.2 人体模型
• 5.2.1 面向对象方法
• 5.2.2 人体模型的构造
• 5.3 主观评价开发环境
• 5.3.1 功能仿真界面的开发
• 5.3.2 驱动关系的建立
• 5.4 主控制室人机界面综合评价软件的主要功能与评价步骤
• 5.5 本章小结
• 第6章 主控制室人机界面的评价实例
• 6.1 主控制室人机界面的客观评价
• 6.1.1 人体模型的选择
• 6.1.2 人体模型的安放位置
• 6.1.3 客观评价实例
• 6.2 综合显控台人机界面的主观评价
• 6.2.1 评价环境的选择
• 6.2.2 评价主体的选择
• 6.2.3 评价敏感度的设定
• 6.2.4 主观评价实例
• 6.3 主控制室人机界面的综合评价
• 6.4 评价结果的分析与改进建议
• 6.4.1 客观评价结果分析
• 6.4.2 主观评价结果分析
• 6.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录 A 操纵器客观评价指标与评价分值
• 附录 B 知情同意书与评价人员基本资料
• 致谢
• 博士生期间所发表的学术论文和专著
• 博士后期间所发表的学术论文和专著
• 个人简历与永久通讯地址