民机驾驶舱工效学综合评价方法研究及应用

飞机驾驶舱工效学综合评价是驾驶舱研制中一个极其重要的问题,以往在驾驶舱的研制过程中往往为其工程质量提出种种衡量标准而忽视工效学的综合评价,导致设计出的驾驶舱存在不少工效学方面的问题。为此,结合民机驾驶舱工效学的实际情况,本文提出一种将改进专家打分法、三标度层次分析法和模糊综合评判法集成的综合评价体系,给出了合适、可操作的评价指标和评价方法,能指导驾驶舱的工效学评价。该体系考虑了工效学评价的模糊性,实现了征求和提炼专家群体的意见,对飞机驾驶舱工效学进行了定量地综合评价,为比较相似设计方案的优劣提供了理论基础和方法。应用此方法,结合研究项目,对某民机驾驶舱尺寸设计的工效学进行了评价,证明了该方法的有效性。     

民机驾驶舱人机工效符合性认证方法及评价方法研究

对国内外运输类飞机适航标准中与驾驶舱人机工效相关的条款进行总结。从适航认证的角度对民机驾驶舱人机工效符合性认证方法进行分析，并对如何选择符合性方法进行了说明。阐述了目前广泛使用的虚拟仿真法、模型试验法两种人机工效符合性评价方法。为运输类飞机人机工效设计和型号认证提供指导。     

民机驾驶舱显示触控系统人机工效综合评价

未来民机驾驶舱将广泛采用触控技术，但目前尚未形成针对民机驾驶舱显示触控系统的人机工效评价体系与评价方法。针对上述问题，首先梳理民机驾驶舱显示触控系统相关的现行标准与规范，结合适航规章中人为因素考察项，提出民机驾驶舱显示触控系统人机工效评价指标体系。其次，考虑到评价指标的模糊性与灰色性，基于灰色关联分析，对传统模糊层次综合评价算法从数据集结处理和指标权重确定两个方向进行改进，通过构造专家信度系数修正秩次矩阵，实现专家认知特性的定量描述，建立民机驾驶舱显示触控系统人机工效综合评价模型。最后，结合ACROSS项目下的民机驾驶舱显示触控系统人机工效评价试验案例，分析驾驶舱显示触控系统配置策略对系统人机工效的影响，验证了评价体系与评价方法的适用性和合理性。     

基于人机工效的民机驾驶舱设计原理

民机驾驶舱的人机工效设计是以"飞行员—驾驶舱—环境"整体作为研究的基本对象,以提高民机飞行安全的设计。从民机驾驶舱的显示界面、控制器件布置和光环境等角度,详细阐述民机驾驶舱人机工效设计的概念,研究相关设计方法,并进行实际应用。所论述的相关设计方法对未来先进民机驾驶舱的设计具有一定的借鉴意义。     

民机驾驶舱显示系统工效学评价指标权重系数研究

研究目的是确定出民机驾驶舱显示系统各项工效学评价指标的权重系数。采用确定指标权重系数的G1法,针对确定出的驾驶舱显示系统工效学评价指标,按其对飞行员操作工效影响程度大小的原则,对聘请的15名有经验的飞行员进行了调查,并对调查结果进行了统计处理。计算出了民机驾驶舱显示系统各项工效学评价指标的权重系数。G1法作为一种确定指标权重系数的主观方法,具有很强的可操作性,且可靠性高、误差小;确定出的指标权重系数可为航空工程部门的驾驶舱显示系统设计和评价提供指导。     

民机驾驶舱中触摸屏设备应用的工效学探讨

触摸屏设备已广泛应用于各个领域,为触摸屏技术应用于民机驾驶舱的显控设备提供了可能.从触摸屏设备的技术特点出发,详细分析了触摸屏技术在民机驾驶舱内的潜在应用可能性及其工效学问题,对比分析了触摸屏技术与其他控制方式的操作绩效.结果表明:是否适宜采用触摸屏技术取决于控制设备的执行任务.以期该研究对触摸屏技术应用于民机驾驶舱及其工效学设计考虑提供理论支持和技术参考.     

基于Jack的人体建模与人机工效分析

针对Jack中重建非美国人人体模型的不确定性和不准确性,基于作业任务类别重新细化的七个方面的人机界面类型,提出了一种用于战斗机驾驶舱工效分析的中国飞行员人体模型的构建方法.在此基础上给出了运用Jack进行人机工效分析的具体思路,并阐述了战斗机驾驶舱多项工效分析包括运动仿真、可达性、舒适性、力和力矩分析、可视性的实现技术和技巧.该人体建模方法、工效分析思路、技术技巧在某型战斗机驾驶舱实际应用中已取得了良好效果.     

基于混合现实技术的民机驾驶舱仿真平台

为了满足民机驾驶舱设计早期多方案对比和快速优化迭代的需求,研发了面向民机驾驶舱的混合现实仿真平台。以实体场景模块、可视化模块和运行逻辑模块为依托, 构建了仿真平台的系统框架; 在此基础上, 研究了高精度动态虚实融合技术, 解决了混合现实平台中操控部件和人的数字孪生问题; 为了验证混合现实仿真平台的可行性和有效性, 在物理驾驶舱仿真平台和混合现实驾驶舱仿真平台开展相同的试验,采用主观评估和客观测量相结合的方法对驾驶舱操纵部件可达性、布局合理性、仪表显示可视性和可读性方面进行人机工效分析, 并将两组试验的试验数据进行对比。试验结果表明,混合现实平台与物理平台的测试效果基本一致,能够为驾驶舱设计早期多方案对比评估提供有效的测试平台。     

民机虚拟产品维修性评价方法研究

通过分析影响产品维修性的各种因素,确定了民机虚拟产品维修性设计属性;以维修作业虚拟仿真为基础,提出了基于虚拟仿真的可视性、接触可达性、RULA分析和NIOSH分析的评价方法以及基于多属性决策理论的维修性综合评价方法,最后结合驾驶舱设备给出应用实例,验证了该方法的有效性。     

基于改进模糊综合评价的民机维修工效研究

针对民用飞机维修工效的设计与评价方法问题,构建了基于G1法的维修工效模糊综合评价法。首先利用“人-机-环境”系统理论模型,建立了民机的维修工效指标体系。然后在模糊综合评价方法中引入G1法求各指标的权重系数,避免了使用层次分析法求权重可能产生的不一致问题。最后结合A320和B737—500机型实例,对两种机型驾驶舱的维修...     

运输机驾驶员座椅人机工效设计研究

运输机驾驶员座椅是运输机驾驶舱设计中一项重点内容,其主要包括驾驶员座椅参考点确定,座椅结构尺寸、调节行程和约束系统等人机工效设计参数。运输机驾驶员座椅人机工效设计首先定义了符合中国人体生理特征和人体尺寸的驾驶员舒适坐姿,并建立舒适坐姿二维简化模型,利用经验公式结合人体尺寸分析计算出座椅参考点、座椅调节行程、座椅约束系统参数范围等人机工效设计参数值,并进行了人机工效虚拟仿真。结果表明,运输机驾驶员座椅人机工效设计参数合理可行,对固定翼类运输机座椅设计具有一定的指导价值。     

A model for discrimination and prediction of mental workload of aircraft cockpit display interface

With respect to the ergonomic evaluation and optimization in the mental task design of the aircraft cockpit display interface, the experimental measurement and theoretical modeling of mental workload were carried out under flight simulation task conditions using the performance evaluation, subjective evaluation and physiological measurement methods. The experimental results show that with an increased mental workload, the detection accuracy of flight operation significantly reduced and the reaction time was significantly prolonged; the standard deviation of R-R intervals（SDNN） significantly decreased, while the mean heart rate exhibited little change; the score of NASA_TLX scale significantly increased. On this basis, the indexes sensitive to mental workload were screened, and an integrated model for the discrimination and prediction of mental workload of aircraft cockpit display interface was established based on the Bayesian Fisher discrimination and classification method. The original validation and cross-validation methods were employed to test the accuracy of the results of discrimination and prediction of the integrated model, and the average prediction accuracies determined by these two methods are both higher than 85%. Meanwhile, the integrated model shows a higher accuracy in discrimination and prediction of mental workload compared with single indexes. The model proposed in this paper exhibits a satisfactory coincidence with the measured data and could accurately reflect the variation characteristics of the mental workload of aircraft cockpit display interface, thus providing a basis for the ergonomic evaluation and optimization design of the aircraft cockpit display interface in the future.     

民用飞机驾驶舱布置对比分析研究

当今民航最主流飞机制造商为空客和波音两家,以A320和波音737-800两种典型机型为例,对比分析驾驶舱内总体布置和细节布置的差异,并从设计师的角度提出了对民机驾驶舱布置设计的建议,为国内设计大型客机驾驶舱提供参考。     

基于人因工程视角的民机驾驶舱告警系统研究综述

为研究现代民机驾驶舱告警系统的发展历程及应用现状,通过文献综述,以人因工程学为视角,结合事故调查分析、国内外民机驾驶舱告警系统应用进展,了解民机驾驶舱告警系统功能、告警方式和告警类别,总结国内外驾驶舱告警系统概况,分析民机驾驶舱告警系统现存问题。基于驾驶舱告警的适航管理规章要求和机组在飞行任务中的认知需求,探究驾驶舱告警系统的设计需求。结合人因工程领域的研究进展,提出驾驶舱告警系统的改进方向和发展趋势,即民机告警系统设计的及时性和可靠性还存在一定改进空间,驾驶舱告警系统整体结构的设计必须要突出重点,注重自主化及个性化设计,必要时考虑驾驶舱触觉感知的融合,旨在为后续告警系统的总体设计及优化提供参考。     

民用飞机驾驶舱设计变革

民用飞机驾驶舱设计历经了数代的发展,从原始简单衍变至复杂集成,继而往简约智能化方向发展。同时驾驶舱设计理念也在不断进步,从"以功能为中心"的设计理念衍变为"以人为中心"的设计理念,但不同制造商对此理念的理解存在差异,体现在对使用者"驾驶员"角色的定位差异明显。从该设计理念出发,提出了基于驾驶舱运行场景的正向设计方法,通过充分识别运行场景并提取和转化设计需求,设计出人机匹配度高的驾驶舱。随着各种新技术的成熟应用,"以人为中心"设计理念为牵引,利用基于驾驶舱运行场景的驾驶舱正向设计方法,将引领新一代民用飞机驾驶舱设计的变革,并展望了民机驾驶舱在人机交互方式、驾驶舱布置和布局、驾驶舱视景和驾驶舱综合环境等方面的发展趋势。     

民机驾驶舱显示器维修性设计中的拆装考虑

针对民用飞机驾驶舱显示器的结构设计,考虑运行阶段的航线维修过程中显示器拆卸与安装的快捷性和简便性,从维修性设计角度出发,基于显示器维修性定量需求和维修性定性需求,提出显示器正向拆装设计评估模型,包括显示器拆装设计评估工作时间轴和显示器拆装设计评估流程。同时,结合实例对拆装设计评估流程进行应用,以说明该方法的有效性。本文提出的正向拆装设计评估模型能够为民用飞机驾驶舱显示器及相似设备的研制工作提供有力的技术支持和保障。     

民用飞机座舱空气分配优化设计与试验验证

以仿真分析和试验试飞为手段,对某型客机空气分配进行优化设计。首先建立飞机座舱热载荷动态仿真模型,分析飞机驾驶舱及客舱新的供气需求;其次根据飞机空气分配管路实际构型建立Flowmaster 仿真模型,并基于模型调节管路构型,以调整各舱室空气分配流量,实现驾驶舱和客舱的流量需求;最后将优化设计应用于民用飞机空气分配系统中,仿真分析和试验试飞验证结果吻合较好,说明了仿真技术手段的合理性。     

民用飞机照明系统安全性分析

民用飞机照明系统是飞机系统中一个重要的分支系统,不仅对飞机的安全、飞机性能的充分发挥、机组人员的工作效能起着重要的作用,而且对于旅客来说是评价飞机先进性和舒适性的一个不容忽视的重要组成部分。 民用飞机照明系统通常由驾驶舱照明、客舱照明、货舱与服务区照明、外部照明及应急照明五个功能独立的部分组成。 在照明系统研制过程中,为验证系统对 CCAR25. 1309 条款的符合性,通常遵循 SAE ARP 4761 提出的安全性评估工作方法。 基于安全性评估工作方法, 以照明系统为对象,在设计阶段,通过初步安全性分析确定了系统安全性设计目标、提出了系统架构,在验证阶段,通过运用多种工具对提出的安全性目标进行验证。 此外,探讨了整个系统研制过程中的安全性分析工作的具体方法,为民用飞机安全性分析提供借鉴。