运输类飞机驾驶舱视野的人机工效评估研究

发布时间：2017-09-10 02:31

  本文关键词：运输类飞机驾驶舱视野的人机工效评估研究

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【摘要】：以人为中心的驾驶舱设计理念确定了人为因素在驾驶舱设计过程中的核心地位,结合相关的人为因素适航条款,对驾驶舱设计进行人机工效评估是预防飞行员人为操作失误的重要手段。为了提高驾驶舱早期设计中驾驶舱外部视野和内部视野综合布局的人机工效水平,本文基于设计眼位,研究了驾驶舱视界、主仪表板位置以及飞行仪表相关布局的人机工效评估方法。论文的主要研究内容为:(1)分析了驾驶舱视界、主仪表板位置和飞行仪表布局相关适航条款及其相应咨询通告、SAE标准的具体要求,确定了其关键的布局设计要求。分析总结了人体基本视觉特性和视区分布特性。在以上研究的基础上初步建立了驾驶舱视野人机工效评估指标体系。(2)通过对某型民用飞机的模拟机驾驶舱中主要部件测绘和建模,在CATIA中建立其驾驶舱三维模型。结合CATIA二次开发技术,开发了驾驶舱视界测量程序,为驾驶舱视界的适航符合性评估和人机工效评估提供了测量工具。并以该驾驶舱三维模型的驾驶舱视界的测量和适航符合性评估为例表明了该程序的适用性。(3)研究了飞行仪表位置分布的定性分析(可视性分析)和定量分析(驾驶员视线虚拟仿真)方法;针对塞斯纳172、波音737-300和波音737-800飞机的飞行仪表布局,设计了飞行仪表布局人机工效评估的眼动实验,并对仪表布局相关的眼动指标进行了测量和分析,结果表明随着飞行仪表位置和形状的改变,驾驶员对各飞行仪表的注视时间、注视次数分配没有显著变化,扫视轨迹长度具有显著性差异且波音737-800飞机飞行仪表的扫视轨迹长度最短,波音737-300的次之,塞斯纳172飞机的最长。(4)改进了驾驶舱视野综合评估的指标体系。依据驾驶舱视野人机工效评估的特点,选用了多级可拓评估方法,并建立驾驶舱视野人机工效评估模型,为概念设计阶段驾驶舱视野相关布局的人机工效评价提供了一种新方法。以某型民用飞机驾驶舱视野的早期设计为例进行评估计算分析,结果表明该方法在驾驶舱风挡、主仪表板位置和飞行仪表的综合布局人机工效评价中有良好的适用性。
【关键词】：驾驶舱视界 人机工效 指标体系 综合评估 多级可拓评估模型
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V223.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 国外研究现状13-15
• 1.2.2 国内研究现状15-17
• 1.3 本文的主要工作17-19
• 第二章 驾驶舱视野相关要求分析19-27
• 2.1 适航要求分析19-24
• 2.1.1 驾驶舱视界适航要求分析19-22
• 2.1.2 驾驶舱主仪表板、仪表布局相关适航要求分析22-24
• 2.2 人体视觉特性分析24-25
• 2.2.1 基本视觉特性分析24-25
• 2.2.2 视区分布特性分析25
• 2.3 驾驶舱视野评估指标体系的初步确定25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 驾驶舱视界的虚拟仿真测量方法研究27-40
• 3.1 驾驶舱三维模型的建立27-31
• 3.1.1 驾驶舱视野相关部件测绘和建模27-31
• 3.2 CATIA二次开发技术基础31-32
• 3.2.1 CATIA编程的操作方法31
• 3.2.2 CATIA编程的基本步骤31-32
• 3.2.3 CATIA编程的常用对象及其定义32
• 3.3 驾驶舱视界测量程序32-39
• 3.3.1 驾驶舱视界测量方法33-35
• 3.3.2 驾驶舱视界测量程序的功能和流程35-36
• 3.3.3 程序编写的难点36-37
• 3.3.4 驾驶舱视界测量实例37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 驾驶舱仪表布局评估研究40-53
• 4.1 飞行仪表位置分布的人机工效评估分析40-42
• 4.1.1 飞行仪表的可视性分析40-42
• 4.1.2 驾驶员视线的虚拟仿真42
• 4.2 仪表布局人机工效的眼动分析42-52
• 4.2.1 眼动简介42-45
• 4.2.2 仪表布局研究的眼动实验45-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第五章 驾驶舱视野的综合评估53-72
• 5.1 评估指标体系的改进53-55
• 5.2 多级可拓评估方法的确定55-61
• 5.2.1 常用的评估方法55-56
• 5.2.2 多级可拓评估方法的适用性分析56
• 5.2.3 多级可拓评估模型的建立的一般步骤56-61
• 5.3 驾驶舱视野人机工效的多级可拓综合评估模型61-66
• 5.3.1 驾驶舱视野的评估指标和评估等级61
• 5.3.2 经典域和节域的确定61-63
• 5.3.3 权重的确定63-66
• 5.4 评估实例及分析66-71
• 5.5 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 本文工作总结72-73
• 6.2 未来工作展望73-74
• 参考文献74-78
• 附录A 驾驶舱主仪表板测绘草图78-79
• 附录B 测量点选取和坐标测量程序79-81
• 致谢81-82
• 作者简介82

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本文编号：824217