作者：庄达民; 完颜笑如视觉注意力分配数学建模工效实验认知特性
摘要：该研究以飞机驾驶舱人机界面设计为应用背景,通过结合具体飞行任务开展复杂人机界面环境下,飞行员视觉注意机制的数学建模研究,以期对飞行员的视觉注意力分配行为进行事前预测,先后提出了基于混合熵最大化的注意力分配模型和多因素条件下的注意力分配模型。并且根据工效学仿真实验对所提出的注意力分配模型进行可用性验证,从而为飞机驾驶舱的人机界面设计提供理论支持和技术手段。研究针对飞行员视觉注意力分配机制进行数学建模,并基于飞机仿真显示界面开展工效学验证实验,结合红外眼动装置对注视点分布的测量,应用回归分析的统计方法验证模型。基于混合熵最大化的注意力分配模型是以飞行员的仪表扫视行为为主要应用情境而建立,以一组视觉加工信息为研究对象,以认知工程、模糊数学和广义信息论为主要理论基础。为验证数学模型的可用性,根据注意力分配理论模型可计算出作业人员对各仪表信息的注意力分配比例理论值;通过开展注意力分配仿真实验,注意力分配比例的行为学实验值通过作业人员对不同仪表信息的正确操作率进行统计获得;注意力分配比例的生理学实验值通过作业人员对不同仪表信息的注视点数量进行统计获得。通过将注意力分配比例的理论值与各实验值进行对比,得出在脑力负荷适中情况下所建模型具有一定可用性的结论。虽然基于混合熵的注意力分配模型较好的量化了认知过程中的模糊性和随机性,但是由于模型本身对于影响因素的结算需要对信息检出效率进行事先测量,从而降低了模型的预测能力。为了进一步完善和优化注意力分配模型,在混合熵模型和SEEV模型的基础上提出了多因素条件下注意力分配数学模型。多因素模型从基于飞行员的仪表扫视行为所反映的认知特性分析出发,密切结合
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