高速列车驾驶界面布局与适配性评价方法

作     者：詹自翔 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭北苑

授予年度：2015年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：高速列车 驾驶界面 布局 适配性评价 模糊理论 

摘      要：摘要：近年来,我国高速列车技术取得了较大的突破,对高速列车驾驶界面设计的要求也进一步提高,驾驶界面适配性设计是其中重要的环节,其设计质量直接影响司机作业的舒适度、准确度以及效率,并与列车运行安全有十分密切的联系。如何准确评价高速列车驾驶界面适配性是衡量设计质量必要条件之一。论文从高速列车驾驶任务出发,研究并制定了高速列车驾驶界面适配性评价指标体系,建立了定量化的适配性评价模型。论文完成的工作如下： 1、结合人体尺寸运用原则,通过JACK仿真的方法,明确了高速列车驾驶界面器件布局的量化范围。 2、引入高速列车司机信息处理模型,基于VACP理论,对高速列车驾驶任务进行了分析,整理得到了正常行车的九项典型驾驶任务,明确了高速列车各驾驶任务的资源需求。 3、提出基于驾驶任务的高速列车驾驶界面适配性评价指标体系,体系共分为任务层、器件层、作业类三个层级;并在上述适配性评价指标体系的基础上,基于模糊理论,提出了高速列车驾驶界面适配性评价模型。 4、针对上述适配性评价模型,构建了模型中作业类指标的隶属度函数;研制人机交互柔性实验平台开展实验,采集了确定指标权重所必需的信息,并运用层次分析法确定了作业类中各指标权重,基于模糊粗糙集理论确定了正常行车九项典型驾驶任务下的器件层指标权重。 5、采用10名第50百分位的被试对10套驾驶界面布局实验方案进行了主观评价实验,并与提出的适配性评价模型计算结果进行对比分析。验证了该评价模型的有效性。 论文最后还应用高速列车驾驶界面适配性评价模型指导完成了CRH2型高速列车驾驶界面改进设计,取得了良好效果,检验了论文研究成果的实用性、高效性与完整性。