基于团队协作的指挥舱室布局设计

发布时间：2020-09-21 10:33

　　随着现代海上作战任务的日益复杂,大型舰船指挥舱室中的功能和战位不断增加,而指挥舱室内紧凑的空间决定了指挥控制系统的总操作人数和战位非常有限,因此,合理布置舱室内各功能战位和操作设备对指挥舱室具有重要意义。通过大量研究分析表明,指挥舱室中的战位和设备布置方案越合理,越有利于提高各战位人员之间的协作效率以及指挥人员完成作战任务的正确性,并有利于舱室团队绩效的发挥,进而从人因工程方面提升指控系统作战效能。本文以大型船舶指挥舱室的内部布置为研究对象。研究工作如下:首先,通过分析国内外指挥舱室的布局设计现状,并根据相关的国内、外控制室布局设计标准,提出了针对大型船舶的指挥舱室布局设计准则。进而明确了指挥舱室布局优化方法,确定以建立数学模型对指挥舱室布局优化进行求解,并提出了数学建模分析流程。其次,以英国23型护卫舰作战任务流程作为参照,建立了典型操作任务模型,并采用层次任务分析法(HTA),操作顺序流程图法(OSD)和社交网络分析法(SNA)对指挥舱室内团队协作状况进行分析,绘制了操作顺序流程图和社交网络关系图,以此描述指挥舱室中各船员之间的关系,并计算了各船员在指控系统中的社交地位。同时,提出了以最低团队协作努力程度为目标的指挥舱室布置优化模型。然后,选用遗传算法(GA)对指挥舱室布置优化模型进行求解,开发了基于Matlab软件的指挥舱室布局优化求解平台,并根据求解平台的最优布置结果,建立了基于UG软件的指挥舱室三维模型仿真并展示。最后,根据本文提出的布局优化方法,对指挥舱室的布局进行了优化,并制定了指挥舱室布置优化实验验证方案。通过汇总分析实验过程中各船员间的沟通过程以及实验完成后NASA-TLX评价量表等数据结果,比对优化前后理论团队协作努力程度,团队工作负荷和任务完成时间表明优化布置结果的正确性,进而验证本文优化方法的有效性。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U674.702
【部分图文】：

结构图,结构图

文章框架结构图

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图 2.1 阿利·伯克驱逐舰 DDG51 上 CIC 战位配置图图 2.2 朱姆沃尔特驱逐舰上 SMC 战位配置图而随着科学技术越来越进步，美国海军最新研制的 DDG1000 朱姆沃尔特级驱逐舰彻底改变了海军进行水面作战的业务方式。就是放弃了狭窄，昏暗的战斗信息中心（CIC），这是过去的 USN 战舰数十年来的固定配置，取而代之的是最先进，宽敞的舰船任务中心（SMC），见图 2.2。

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图 2.2 朱姆沃尔特驱逐舰上 SMC 战位配置图而随着科学技术越来越进步，美国海军最新研制的 DDG1000 朱姆沃尔特级驱逐舰彻底改变了海军进行水面作战的业务方式。就是放弃了狭窄，昏暗的战斗信息中心（CIC），这是过去的 USN 战舰数十年来的固定配置，取而代之的是最先进，宽敞的舰船任务中心（SMC），见图 2.2。与战斗信息中心（CIC）相比，舰船任务中心（SMC）更加宽敞明亮，专用重型控制台已经不复存在，取而代之的是简化的控制台和工作站，数十个单独的三屏工作站，称为通用显示站，将填补舰船任务中心的大部分，还包括一个位于高处的高级军官指挥控制专属区域，可俯瞰多层次的船舶任务中心。船舶任务中心通过拆除过去专用和狭窄的战斗信息中心的硬件和空间规划障碍，指挥官及船员将能够更清楚地了解他们周围的战场，并且能够更有效地相互沟通和协作。并通过创新作战系统用户界面，大大提高机组人员的态势感知能力，降低工作负荷，从而更快更好的做出决策并执行，提高指控系统作战效能。

【参考文献】