夏春艷， 李清臣， 劉運宏， 常 江

( 佳木斯大學(xué)a.材料科學(xué)與工程學(xué)院；b.液壓件廠;c.機械工程學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

0 引 言

人機界面是人與機器進(jìn)行信息交換的通道，人機界面評價可以有效地保證人機界面設(shè)計的質(zhì)量，減少因人機界面設(shè)計的不合理而導(dǎo)致的安全隱患。由于在人機界面評價過程中存在大量的不確定信息，增加了人機界面評價的復(fù)雜性和難度。針對這一狀況，文獻(xiàn)[1-5]分別采用不同的方法構(gòu)建了人機界面評價模型，這些方法在一定程度上克服了人機界面評價的主觀性，但現(xiàn)有的評價方法并沒有很好地解決評價信息的不確定性。文獻(xiàn)[6-7]表明將區(qū)間數(shù)和灰色理論相結(jié)合對于解決信息的不確定性具有明顯的優(yōu)勢，并成功應(yīng)用于其他領(lǐng)域的評價中。但文獻(xiàn)[6-7]僅僅是基于三角白化權(quán)函數(shù)構(gòu)建的灰數(shù)評價模型，并不適用于具有多屬性、不確定信息的人機界面系統(tǒng)。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，將區(qū)間灰數(shù)與灰色理論相結(jié)合，構(gòu)建了基于典型白化權(quán)函數(shù)的灰區(qū)間聚類人機界面評價模型，解決了人機界面評價過程中評價信息的不確定性問題。

人機界面評價首先需要分析評價對象，根據(jù)對象特征篩選指標(biāo)，構(gòu)建評價指標(biāo)體系，人機界面評價指標(biāo)包括定量和定性指標(biāo)兩類，而定性指標(biāo)需要先量化后處理，利用區(qū)間灰數(shù)量化定性指標(biāo)可保留更多的有用信息，解決人機界面評價信息的不確定性，最后建立基于區(qū)間灰數(shù)的聚類評價模型，完成人機界面的評價。

1 灰區(qū)間聚類評價

1.1 灰區(qū)間白化權(quán)函數(shù)的構(gòu)建

(1)

(2)

(3)

圖1 灰區(qū)間聚類評價模型

圖2 報警系統(tǒng)評價指標(biāo)體系

1.2 評價模型的建立

(4)

式中：rij為第i個評價方案中第j個指標(biāo)的權(quán)重。

灰區(qū)間聚類評價模型的評價過程如圖1所示。

2 應(yīng)用實例

由于影響人機界面評價的因素有很多，現(xiàn)以先進(jìn)控制室中報警系統(tǒng)的人機界面設(shè)計評價為例驗證灰區(qū)間聚類算法。本文在參考了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的ISO人機工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、美國核管理協(xié)會制定的NUREG-0700、美國電氣和電子工程師協(xié)會制定的IEEE1289-2004等標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了先進(jìn)控制室報警系統(tǒng)的主觀評價指標(biāo)如圖2所示。

現(xiàn)有待評價的先進(jìn)控制室報警系統(tǒng)人機界面，利用專家打分的方式得到各指標(biāo)的評價信息為：x11(?)=[89,92]；x12(?)=[85,87]；x13(?)=[82,83]；x14(?)=[91,92]；x15(?)=[87,88]；x16(?)=[80,83]；x17(?)=[90,92]；x18(?)=[88,90]。將上述評價信息利用2.1中灰區(qū)間白化權(quán)函數(shù)的計算原則轉(zhuǎn)換成各指標(biāo)屬于不同灰類的白化權(quán)函數(shù)值

借助文獻(xiàn)[8]中人機界面指標(biāo)權(quán)重的分配方法，得到各指標(biāo)權(quán)重為：

r=(0.130,0.132,0.128,0.118,0.120,

0.124,0.127,0.121)

當(dāng)有多個待評價方案時可以分別計算每個方案的灰區(qū)間聚類評價系數(shù)，然后根據(jù)系數(shù)的大小從而選出最優(yōu)方案。

3 結(jié) 論

(1)區(qū)間灰數(shù)很好地解決了人機界面評價過程中不確定信息的描述問題，不僅減少了有用信息的流失，而且符合人的認(rèn)知特性。

(2)基于典型白化權(quán)函數(shù)構(gòu)造了灰區(qū)間聚類算法，不僅解決了區(qū)間灰數(shù)的白化問題，而且有效地解決了具有不確定信息的人機界面主觀評價問題。

(3)應(yīng)用實例表明，灰區(qū)間聚類算法對于解決具有不確定信息的人機界面評價問題是可行的、有效的。