CN109523188B - 面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法及系统，所述工效测评方法包括：通过直接提取各个任务下待测评显示界面的显示物理特征和任务物理特征；计算各个任务下所述待测评显示界面的物理特征状态对认知状态水平的影响程度，并根据影响程度计算感知状态水平和理解状态水平；进而计算各个任务下所述待测评显示界面的综合态势感知水平；并根据所述综合态势感知水平测评所述待测评显示界面的工效。本发明实现了直接对设计的显示界面的工效测评，无需依赖于技术阶段的设计完成，减少了工程研制后期不必要的颠覆和修改，降低全寿命周期的研制费用。

Description

面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法及系统
技术领域
本发明涉及显示界面测评领域，特别涉及面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法及系统。
背景技术
面向舰船信息系统人机界面显示的舰员认知特性建模及工效测评技术主要为人机界面显示设计与评价提供一种方法和途径。舰船电子设备种类多、信息化程度高，人机界面设计要素(如信息布局、颜色匹配方式、字符尺寸等)会影响人对信息感知、理解及决策等认知加工过程，进而影响了人对信息获取的准确性及效率，因此人机界面显示方式对人机之间对话的效率、安全性及友好性具有重要影响意义。人机界面设计越合理、越符合船员认知特性，则人机界面设计工效水平越高、界面设计方案则越合理，越有利于人机对话之间的理解，从而越有利于提高作战效能。
以往评价人机界面设计方案能否符合舰员的认知特性、符合人机工效要求，或是对多套设计方案进行对比，通常是在完成技术阶段设计之后，基于交互流畅的信息系统软件才可开展主观或客观人在回路的测试与评估，而此时对于测试评估出来的显示问题可能面临着不能修改或是修改代价较大等问题，因此对于信息系统人机界面显示设计而言，若能够越早的实现对人机界面设计工效水平进行预测和评价、或是对多种界面显示方案进行评价和优选，则越有利于后期开展技术设计和系统开发，减少工程研制后期不必要的颠覆和修改，降低全寿命周期的研制费用。如何直接对所设计的显示界面进行测评，而不依赖于技术阶段的设计，成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法及系统，以实现直接对所设计的显示界面进行测评，减少工程研制后期不必要的颠覆和修改，降低全寿命周期的研制费用。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法，所述工效测评方法包括如下步骤：
提取待测评显示界面的物理特征，所述物理特征包括显示物理特征和任务物理特征；
将所述物理特征与专家数据库匹配，得到物理特征参数值；
根据所述物理特征参数值计算所述待测评显示界面的物理特征状态对认知状态水平的影响程度；
根据所述影响程度计算所述待测评显示界面的感知状态水平和理解状态水平；
根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，计算所述待测评显示界面的综合态势感知水平；
根据所述综合态势感知水平测评所述待测评显示界面的工效。
可选的，所述提取待测评显示界面的物理特征，具体包括：
获取当前任务类型时，待测评显示界面的I个任务的兴趣区域；
提取每个所述兴趣区域的显示物理特征和任务物理特征；所述显示物理特征包括所述兴趣区域所呈现的动态兴趣区域的显示格式、字符尺寸、颜色匹配、线条和闪烁；所述任务物理特征包括所述兴趣区域在所述当前任务类型中的被需求概率和重要价值。
可选的，所述将所述物理特征与专家数据库匹配，得到物理特征参数值，具体包括：
调取所述专家数据库的专家经验参数值；
将所述专家经验参数值与所述显示物理特征匹配，计算显示物理特征参数值；
将所述专家经验参数值与所述任务物理特征匹配，计算所述任务物理特征参数值。
可选的，所述根据所述物理特征参数值计算所述待测评显示界面的物理特征状态对认知状态水平的影响程度，具体包括如下步骤：
根据所述物理特征参数值，利用
Figure BDA0001884352840000021
计算所述显示界面的物理特征状态对认知状态的影响程度；
其中，g(Xi)表示第i个兴趣区域的物理特征状态对认知状态水平的影响程度，Xi＝[x1,x2,...xk...xK]为兴趣区域i的界面设计要素，xk表示兴趣区域i的第k个界面设计要素的值,K为界面设计要素的数量，g(xk)表示兴趣区域i的第k个界面设计要素对认知状态水平的影响程度，ek(t)为界面要素k对于认知状态影响的贡献程度。
可选的，所述根据所述影响程度计算所述待测评显示界面的感知状态水平和理解状态水平，具体包括：
根据所述影响程度，利用公式Li(t)＝0.5*g(Xi)，计算所述待测评显示界面的感知状态水平；
根据所述影响程度，利用公式Ui(t)＝0.5+0.5·g(Xi)，计算所述待测评显示界面的理解状态水平；
其中，g(Xi)表示第i个兴趣区域的物理特征状态对认知状态水平的影响程度，Li(t)表示第i个兴趣区域的感知状态水平，Ui(t)表示第i个兴趣区域的理解状态水平。
可选的，所述根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，计算所述显示界面的综合态势感知水平，具体包括：
根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，利用公式
Figure BDA0001884352840000031
计算所述显示界面的综合态势感知水平；
其中，
Figure BDA0001884352840000032
Li(t)表示第i个兴趣区域的感知状态水平，Ui(t)表示第i个兴趣区域的理解状态水平，p(aibici)表示完全理解的概率，
Figure BDA0001884352840000033
Figure BDA0001884352840000034
表示第i个兴趣区域发生感知而未被理解的概率，
Figure BDA0001884352840000035
p(aibi)表示第i个兴趣区域被感知的概率，
Figure BDA0001884352840000036
Figure BDA0001884352840000037
表示第i个兴趣区域发生注意而未被感知的概率，
Figure BDA0001884352840000038
p(ai)表示第i个兴趣区域被注意的概率，p(ai)＝fi(t)；ui(t)为第i个兴趣区域在t时刻的重要程度；fi(t)为分配到兴趣区域i的注意资源占总注意资源的比例，
Figure BDA0001884352840000039
Ai(t)表示兴趣区域i在t时刻所获得的注意资源，Ai(t)＝K*Expi(t)Vali(t)*ln[Sali(t)+Eff(t)]，Expi(t)表示兴趣区域i在当前任务及目标要求下在t时刻被需要概率，Vali(t)表示界面兴趣区域i在当前任务中的重要价值，Effi(t)指船员获取显示兴趣区域i所需付出的努力值，Sali(t)指显示兴趣区域i的突显性，Bi(t)为当前被激活的量，l为与兴趣区域i事实匹配的程序性规则数量，Ul为第l个程序性规则的可用性，τ为第一常数，s为第二常数，m为第三常数，θ为第四常数。
可选的，所述根据所述综合态势感知水平测评所述待测评显示界面的工效，具体包括：
设定测评时间区间；并获取所述时间区间内的M个任务类型；
根据每个任务类型的综合态势感知水平，计算所述综合态势感知水平的平均值和方差；
根据所述综合态势感知水平的平均值和方差测评所述待测评显示界面的工效。
一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评系统，所述工效测评系统包括：
特征提取模块，用于提取待测评显示界面的物理特征，所述物理特征包括显示物理特征和任务物理特征；
特征参数值获取模块，用于将所述物理特征与专家数据库匹配，得到物理特征参数值；
认知状态水平影响程度计算模块，用于根据所述物理特征参数值计算所述待测评显示界面的物理特征状态对认知状态水平的影响程度；
感知状态水平和理解状态水平计算模块，用于根据所述根据所述影响程度计算所述待测评显示界面的感知状态水平和理解状态水平；
综合态势感知水平计算模块，用于根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，计算所述待测评显示界面的综合态势感知水平；
工效评估模块，用于根据所述综合态势感知水平测评所述待测评显示界面的工效。
可选的，所述特征提取模块，具体包括：
兴趣区域获取子模块，用于获取当前任务类型时，待测评显示界面的I个兴趣区域；
物理属性提取子模块，用于提取每个所述兴趣区域的显示物理特征和任务物理特征；所述物理特征包括所述兴趣区域所呈现的动态兴趣区域的显示格式、字符尺寸、颜色匹配、线条和闪烁；所述任务物理特征包括所述兴趣区域在所述当前任务类型中的被需求概率和重要价值。
可选的，所述特征参数值获取模块，具体包括：
专家经验值参数值调取子模块，用于调取所述专家数据库的专家经验参数值；
显示物理特征参数值计算子模块，用于将所述专家经验参数值与所述显示物理特征匹配，计算显示物理特征参数值；
任务特征参数值计算子模块，用于将所述专家经验参数值与所述任务物理特征匹配，计算所述任务物理特征参数值。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法及系统，所述方法通过直接提取各个任务下待测评显示界面的显示物理特征和任务物理特征；计算各个任务下所述待测评显示界面的感知状态水平和理解状态水平；进而计算各个任务下所述待测评显示界面的综合态势感知水平；并根据所述综合态势感知水平测评所述待测评显示界面的工效。本发明实现了直接对设计的显示界面的工效测评，无需依赖于技术阶段的设计完成，减少了工程研制后期不必要的颠覆和修改，降低全寿命周期的研制费用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法的流程图；
图2为本发明提供的一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法的一个优选实施例的流程图；
图3为本发明提供的一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评系统的结构图；
图4为本发明提供的一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评系统的一个优选的实施例的结构图；
图5为本发明提供的工效测评系统的一个优选的实施例的参数初步定义与计算子模块的工作流程图；
图6为本发明提供的工效测评系统的一个优选的实施例的自动/半自动识别读取子模块的工作流程图；
图7为本发明提供的工效测评系统的一个优选的实施例的专家数据库子模块的工作流程图；
图8为本发明提供的工效测评系统的一个优选的实施例的态势综合计算子模块的工作流程图；
图9为本发明提供的工效测评系统的一个优选的实施例的工效预测与评价模块的工作流程图。
具体实施方式
本发明的目的是提供面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法及系统，以实现直接对所设计的显示界面进行测评，减少工程研制后期不必要的颠覆和修改，降低全寿命周期的研制费用。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对发明作进一步详细的说明。
实施例1
本发明实施例1提供了一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法，如图1所示，所述工效测评方法包括如下步骤：
步骤101，提取待测评显示界面的物理特征，所述物理特征包括显示物理特征和任务物理特征；步骤102，将所述物理特征与专家数据库匹配，得到物理特征参数值；步骤103，根据所述物理特征参数值计算所述待测评显示界面的物理特征状态对认知状态水平的影响程度；步骤104，根据所述影响程度计算所述待测评显示界面的感知状态水平和理解状态水平；步骤105，根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，计算所述待测评显示界面的综合态势感知水平；步骤106，根据所述综合态势感知水平测评所述待测评显示界面的工效。
将显示界面的显示物理特征与舰员任务执行相关的任务物理特征关联，用于对显示界面的物理属性对船员的综合态势感知水平影响进行模拟确定和表征。实现对舰船电子信息系统显示界面设计工效水平进行预测和比较，或是对多种界面显示方案进行评价和优选，从而为未来舰船领域高效的人机界面设计提供必要的技术支撑。
实施例2
本发明的实施例2提供一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法的优选方案。如图1所示所述工效评价方法包括如下步骤：
步骤101所述提取待测评显示界面的物理特征，具体包括：获取当前任务类型时，待测评显示界面的I个兴趣区域；提取每个所述兴趣区域的显示物理特征和任务物理特征；所述物理特征包括所述兴趣区域所呈现的动态兴趣区域的显示格式、字符尺寸、颜色匹配、线条和闪烁；所述任务物理特征包括所述兴趣区域在所述当前任务类型中的被需求概率和重要价值。
步骤102所述将所述物理特征与专家数据库匹配，得到物理特征参数值，具体包括：调取所述专家数据库的专家经验参数值；将所述专家经验参数值与所述显示物理特征匹配，计算显示物理特征参数值；具体包括：利用公式
Figure BDA0001884352840000071
计算第i个兴趣区域与其它兴趣区域的位移和；利用公式
Figure BDA0001884352840000072
计算兴趣区域的凸显性；计算船员获取兴趣区域所需付出的努力值。其中，dxi-dxr和dyi-dyr分别表示第i个兴趣区域与第r个兴趣区域在x方向和y方向的距离，M表示兴趣区域的物理属性的个数，cm(t)i表示第i个兴趣区域的第m个物理属性值，例如：显示格式c1(t)i、大小c2(t)i、颜色c3(t)i、线条c4(t)i、闪烁c5(t)i等。
将所述专家经验参数值与所述任务物理特征匹配，计算所述任务物理特征参数值；具体包括：计算兴趣区域在当前任务被需求的概率；利用公式
Figure BDA0001884352840000073
计算兴趣区域的重要程度。其中，ui(t)为第i个兴趣区域在t时刻的重要程度，
Figure BDA0001884352840000074
是对显示兴趣区域重要程度ui(t)的潜在认知状态产生的概率，
Figure BDA0001884352840000075
hi(t)＝-ui(t)lnui(t)-(1-ui(t))ln(1-ui(t))。
步骤103所述根据所述物理特征参数值计算所述待测评显示界面的物理特征状态对认知状态水平的影响程度，具体包括如下步骤：根据所述物理特征参数值，利用
Figure BDA0001884352840000076
计算所述显示界面的物理特征状态对认知状态的影响程度；其中，g(Xi)表示第i个兴趣区域的物理特征状态对认知状态水平的影响程度，Xi＝[x1,x2,...xk...xK]为兴趣区域i的界面设计要素，xk表示兴趣区域i的第k个界面设计要素的值,K为界面设计要素的数量，g(xk)表示兴趣区域i的第k个界面设计要素对认知状态水平的影响程度，ek(t)为界面要素k对于认知状态影响的贡献程度。
步骤104所述根据所述影响程度计算所述待测评显示界面的感知状态水平和理解状态水平，具体包括：根据所述影响程度，利用公式Li(t)＝0.5*g(Xi)，计算所述待测评显示界面的感知状态水平；根据所述影响程度，利用公式Ui(t)＝0.5+0.5·g(Xi)，计算所述待测评显示界面的理解状态水平；其中，g(Xi)表示第i个兴趣区域的物理特征状态对认知状态水平的影响程度，Li(t)表示第i个兴趣区域的感知状态水平，Ui(t)表示第i个兴趣区域的理解状态水平。
步骤105所述根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，计算所述显示界面的综合态势感知水平，具体包括：根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，利用公式
Figure BDA0001884352840000081
计算所述显示界面的综合态势感知水平；
其中，
Figure BDA0001884352840000082
Li(t)表示第i个兴趣区域的感知状态水平，Ui(t)表示第i个兴趣区域的理解状态水平，p(aibici)表示完全理解的概率，
Figure BDA0001884352840000083
Figure BDA0001884352840000084
表示第i个兴趣区域发生感知而未被理解的概率，
Figure BDA0001884352840000085
p(aibi)表示第i个兴趣区域被感知的概率，
Figure BDA0001884352840000086
Figure BDA0001884352840000087
表示第i个兴趣区域发生注意而未被感知的概率，
Figure BDA0001884352840000088
p(ai)表示第i个兴趣区域被注意的概率，p(ai)＝fi(t)；ui(t)为第i个兴趣区域在t时刻的重要程度；fi(t)为分配到兴趣区域i的注意资源占总注意资源的比例，
Figure BDA0001884352840000089
Ai(t)表示兴趣区域i在t时刻所获得的注意资源，Ai(t)＝K*Expi(t)Vali(t)*ln[Sali(t)+Eff(t)]，Expi(t)表示兴趣区域i在当前任务及目标要求下在t时刻被需要概率，Vali(t)表示界面兴趣区域i在当前任务中的重要价值，Effi(t)指船员获取显示兴趣区域i所需付出的努力值，Sali(t)指显示兴趣区域i的突显性，Bi(t)为当前被激活的量，l为与兴趣区域i事实匹配的程序性规则数量，Ul为第l个程序性规则的可用性，τ为第一常数，s为第二常数，m为第三常数，θ为第四常数。
步骤106所述根据所述认知状态水平、所述感知状态水平和所述理解状态水平，计算所述待测评显示界面的综合态势感知水平，具体包括：设定测评时间区间；并获取所述时间区间内的M个任务类型；根据每个任务类型的综合态势感知水平，计算所述综合态势感知水平的平均值和方差；根据所述综合态势感知水平的平均值和方差测评所述待测评显示界面的工效。
步骤106之后还包括，计算多种设计方案产生的多个待测评界面中每个待测评界面的综合态势感知水平的平均值，按照降序的顺序进行排序，并输出各个待测评界面在时间区间内所对应综合态势感知水平在各个层次的变化图，以获得优选的设计方案。
实施例3
本发明实施例3提供一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法的另一优选的实施方式。
如图2所示，所述工效评价方法具体包括如下步骤：
确定工效测评对象，即动态任务的界面方案，D1,D2,...Dn,...DN包含界面物理特征；
分别确定第n个方案的显示物理特征、任务物理特征。
其中，显示物理特征通过系统自动识别读取，并与专家数据库匹配后，赋予界面的显示物理特征参数值(包括颜色、尺寸等)，或人工修正参数；任务物理特征通过人工定义选择时间间隔对应的任务类型，通过专家数据库调用各个任务类型对应的信息重要隶属度、被需求概率参数值，或人工修正参数，得到任务物理特征参数值；
物理特征状态对认知状态水平的影响程度通过专家库已经存储在海图底图颜色匹配灰度、界面框架中字符/背景颜色匹配、目标表页中字符/背景的颜色匹配、目标兴趣区域距离视野中心的角度、表格对齐方式等表达方式，将读取的界面特征输入表达方式，则计算当前界面的物理特征状态对认知状态水平的影响程度：
Figure BDA0001884352840000101
根据界面显示物理特征参数值及任务物理特征参数值，计算该界面各兴趣区域信息对应的注意资源分配情况：Ai(t)＝K*Expi(t)Vali(t)*ln[Sali(t)+Eff(t)]
根据注意资源分配结果，计算兴趣区域的感知状态水平和理解状态水平；
根据感知状态水平、理解状态水平，计算该方案在时间区间内对应的综合态势感知水平，
Figure BDA0001884352840000102
计算第n个方案对应的综合态势感知水平，判断是否完成所有方案的计算，若未结束，返回步骤分别确定第n个方案的显示物理特征、任务特征，计算第n+1个方案的综合态势感知水平；
将所有待测价界面方案所支持的综合态势感知水平的平均值按照从大到小的顺序排列，并生成每一个方案在时间轴上的态势感知水平各层次的变化图。
实施例4
本发明实施例4提供一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评系统。
如图3所示，所述工效测评系统包括：
特征提取模块301，用于提取待测评显示界面的物理特征，所述物理特征包括显示物理特征和任务物理特征；所述特征提取模块301，具体包括：兴趣区域获取子模块，用于获取当前任务类型时，待测评显示界面的I个兴趣区域；物理属性提取子模块，用于提取每个所述兴趣区域的显示物理特征和任务物理特征；所述物理特征包括所述兴趣区域所呈现的动态兴趣区域的显示格式、字符尺寸、颜色匹配、线条和闪烁；所述任务物理特征包括所述兴趣区域在所述当前任务类型中的被需求概率和重要价值。
特征参数值获取模块302，用于将所述物理特征与专家数据库匹配，得到物理特征参数值；所述特征参数值获取模块302，具体包括：专家经验值参数值调取子模块，用于调取所述专家数据库的专家经验参数值；显示物理特征参数值计算子模块，用于将所述专家经验参数值与所述显示物理特征匹配，计算显示物理特征参数值；任务特征参数值计算子模块，用于将所述专家经验参数值与所述任务物理特征匹配，计算所述任务物理特征参数值。
认知状态水平影响程度计算模块303，用于根据所述物理特征参数值计算所述待测评显示界面的物理特征状态对认知状态水平的影响程度。
感知状态水平和理解状态水平计算模块304，用于根据所述根据所述影响程度计算所述待测评显示界面的感知状态水平和理解状态水平。
综合态势感知水平计算模块305，用于根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，计算所述待测评显示界面的综合态势感知水平。
工效测评模块306，用于根据所述综合态势感知水平测评所述待测评显示界面的工效。
实施例5
本发明实施例5提供了本发明的工效测评系统的优选的实施方式。
如图4所示，所述工效测评系统包括：参数输入模块(1)，用于针对待测评的舰船信息系统界面在选定时间区间及作战任务类型条件下的一组作战信息显示方式，提供认知特性模型计算模块进行的计算所必需的参数；
认知特性模型计算模块(2)，用于利用参数输入模块所采集到的参数，根据面向舰船信息系统界面显示的船员综合态势感知模型，建立界面显示与态势感知之间的映射关系，针对动态时间区间内界面显示方案对船员态势感知影响特性进行量化计算；
工效预测与评价模块(3)，用于利用认知特性模型计算模块所获得的数据，经过数据统计和处理，对各界面显示方案的物理属性在动态时间区间内对船员综合态势感知水平影响的预测值进行表征，并将低于阈值的最低点进行提示，对各个界面显示方案对应的综合态势感知水平进行预测表征及比较。
根据本发明的一个进一步的实施例，参数输入模块(1)包含三个子模块：参数初步定义与计算子模块(11)，用于根据用户所掌握的作战显示兴趣区域数据，读入认知特性模型计算模块进行计算所需的参数，自动/半自动识别读取子模块(12)，用于系统以数据库调用的方式选择参数初步定义与计算子模块所需的待测评界面显示的物理特征参数，专家数据库模块(13)，用于以数据库调用的方式选择参数初步定义与计算子模块进行参数设置时所需的专家经验参数，以及认知特性模型计算模块进行计算所需的经验参数。
如图5所示，本发明的参数初步定义与自己算子模块，根据用户所掌握的作战显示兴趣区域数据，读入认知特性模型计算模块进行计算所需的参数，具体包括如下步骤：首先执行自定义初始化(1101)，进行参数状态更新和计算准备，读入通过用户界面所选定的作战任务开始的时间及结束的时间区间，及时间区域内的兴趣区域总数(1102)，读入待测定的动态的界面显示物理特征方案(1103)，读入动态的界面显示兴趣区域的物理属性(1104)，通过调用自动/半自动识别读取子模块(12)中读取的界面相关参数值，以及专家数据库子模块(13)中的专家经验参数值，读入显示兴趣区域所呈现的动态兴趣区域的显示格式(1105)、动态兴趣区域的字符尺寸(1106)、动态兴趣区域的颜色匹配(1107)、动态兴趣区域的线条(1108)、动态兴趣区域的闪烁(1109)，兴趣区域与其它各兴趣区域间的位移和(1110)，计算显示兴趣区域的突显性(1109)，计算显示兴趣区域被获取所需付出的努力值(1110)，判断所有共个显示兴趣区域的动态界面物理属性(包括突显性及努力值)是否均计算完毕(1113)，如果“否”则返回继续读入下一个显示兴趣区域的界面物理属性(1104)，如果“是”则进一步判断所有共个待测定的动态界面显示方案是否均自定义完毕(1114)。
如上述“所有共N个待测评界面显示方案是否均定义完毕”的判断结果是“否”，则返回继续读取下一个界面显示方案(1103)，如果“是”则将所有定义结果输出至认知特性模型计算模块(2)以供调用，在另一条通路读取动态的任务计算时间及时间区间内的任务类型类型(1115)，然后读取动态的兴趣区域任务物理特征(1116)，通过调用专家数据库子模块(13)中的经验参数值，以及自动/半自动识别读取子模块(12)，读入显示兴趣区域在待测定任务类型的重要隶属度等级(1117)，直接由用户界面读入显示兴趣区域被期望的概率(1118)，判读所有共个显示兴趣区域的任务物理特征(包括重要隶属度等级和出现概率)是否均计算完毕(1119)，如果“否”则返回继续读取下一个显示兴趣区域的任务属性(1115)，如果“是”则进一步判断所有共个待测定任务类型是否均自定义完毕(1120)；如上述“所有时间段内的共个待测评任务类型是否均定义完毕”的判断模块(1118)的判断结果是“否”，则返回继续读入下一个任务类型(1115)，如果“是”则将所有定义结果输出到认知特性模型计算模块(2)以供调用。
如图6所示，本发明的自动/半自动识别读取子模块(12)，以数据库调用的方式选择参数初步定义与计算子模块所需的待测评界面显示的物理特征参数，具体包括如下步骤：首先扫描识别界面物理特征，执行识别读取与计算初始化(121)，包括识别计算显示界面各个兴趣区域的面积尺寸参数(122)。识别计算显示节目各个兴趣区域的显示格式参数(123)，识别计算显示界面各个兴趣区域的颜色参数(124)，识别计算显示界面各个兴趣区域的距离尺寸参数(125)，识别计算显示界面各个兴趣区域的字符尺寸参数(126)，识别计算显示界面各个兴趣区域的闪烁参数(127)。支持识别计算扩展功能(128)，可补充丰富可读取的界面特征参数。
如图7所示，本发明的专家数据库子模块，以数据库调用的方式选择参数初步定义与计算子模块进行参数设置时所需的专家经验参数，以及认知特性模型计算模块进行计算所需的经验参数，具体包括如下步骤：首先进行数据读取初始化，然后读取任务相关属性参数(131)，界面显示特征属性参数(132)、界面设计要素显示方式与认知水平的影响参数(133)，综合态势感知水平计算与船员基础能力及认知特性相关参数值(134)，工效预测与评价阈值相关参数值(135)，数据库可扩展模块(136)。具体包括不同作战任务类型显示兴趣区域的重要度等级(1311)，不同任务类型兴趣区域之间的相关性参数(1312)，不同显示格式的判读难以程度(1321)，目标与底色对比颜色匹配的易辨识度(1322)，字体及符号对应的尺寸易辨识度(1323)，字体及符号闪烁编码的易辨识度(1324)，海图区域颜色对认知水平影响参数(1331)，界面框架字符/背景颜色匹配对绩效水平影响参数(1332)，目标表页字符/背景颜色匹配对绩效水平影响参数(1333)，视野中心的角度及距离对绩效水平影响参数(1334)，兴趣区域之间的相关性距离对绩效影响参数(1335)，字符尺寸对绩效水平影响参数(1336)，表格对齐方式对绩效水平影响参数(1337)。
具体的，本发明的专家数据库是通过用户调研、专家咨询、实验分析、文献挖掘等方法综合构建的。例如，界面设计要素显示方式与认知水平的影响参数(133)是通过实验的方法获得不同设计状态对认知绩效的影响数据，再通过数据拟合建立随着设计要素的状态变化对认知水平的影响程度变化情况，如当：x1为待测评界面显示方案中海图的主要显示区域底图整体灰度值，则g(x1)为海图底图颜色匹配灰度对认知水平的影响程度(1331)：g(x1)＝k1(10-8x1 3-6×10-5x1 2+0.0477x1+66.381)
x2为待测评界面框架中字符的颜色经转换后的灰度差值，则g(x2)为界面框架中字符/背景颜色匹配灰度对认知水平的影响程度(1332)：g(x2)＝k2(0.0047x2 2-2.7665x2+3555.7)
x3为待测评目标表页中字符/背景的颜色匹配灰度差值，则g(x3)为目标表页中字符/背景颜色匹配灰度差值对认知水平的影响程度(1333)：g(x3)＝k3(0.0073x3 2-2.5507x3+1070.5)
x4为待测评目标兴趣区域距离视野中心的角度，x5为距离界面垂直中心线的角度，对认知水平的影响程度g(x4,5)(1334)：g(x4,5)＝k4,5(798.04+1.58x4-0.076x5)
兴趣区域之间的相关性参数在工况j条件下的相关矩阵通过船员用户调查问卷及专家咨询的方式获取。
通过采用问卷，获取船员用户及专家的数据，统计分析并归一化处理后，形成工况j条件下的相关性矩阵：
Figure BDA0001884352840000141
x6为兴趣区域与其他兴趣区域之间的相关性距离为
Figure BDA0001884352840000142
(厘米)；对认知水平的影响程度g(x6)(1335)。
x7为兴趣区域的字符尺寸(视角)，对认知水平的影响程度g(x7)(1336)，
Figure BDA0001884352840000151
x8为兴趣区域的表格的对齐方式(1337)，对认知水平的影响程度g(x8)：
当表格中显示为数字格式时，如目标批号“2485397”，则g(x8)＝k819，
当表格中显示为时间格式时，如时间“09:10:20”，则
Figure BDA0001884352840000152
当表格中显示为速度格式，如航速“12.20(km)”，则
Figure BDA0001884352840000153
当表格中显示为角度格式时，如航向“142.0(°)”，则
Figure BDA0001884352840000154
当表格中显示为混合字符格式时，如“某某机F123”，则g(x8)＝k859。
根据本发明的另一个进一步的实施例，如图8所示，认知特性模型计算模块(2)包括：计算准备子模块(21)，用于读入船员在仪表监视任务中所需要关注的显示兴趣区域，并载入计算所需的相关参数值；所述显示兴趣区域的注意资源分配算子模块(22)，用于计算所监视各显示兴趣区域获得的注意资源分配比例；所述显示兴趣区域的感知状态水平计算子模块(23)，用于计算船员认知某对象的感知水平及形成感知的概率；所述显示兴趣区域的理解状态水平计算子模块，用于计算船员认知某对象的理解水平及形成理解的概率；界面显示设计要素对认知状态影响计算子模块(24)，用于计算当前界面设计要素对船员认知状态水平产生的影响程度；综合态势感知水平终值计算子模块(25)，用于生成选定任务条件、时间区间内的待测定界面显示方案所对应动态的综合态势感知水平值。
如图8所示，本发明的态势综合计算子模块(22)生成选定任务条件、时间区间内的待测定界面显示方案所对应动态的综合态势感知水平值，具体包括：
根据下式计算综合态势感知水平SA(t)。
Figure BDA0001884352840000161
Figure BDA0001884352840000162
其中：注意资源分配子模块(22)，根据参数输入模块(1)读取的数据，执行兴趣区域可能获得注意资源的计算(222)，以及注意分配比例(223)即注意行为发生概率的计算，通过以下方式计算：
Figure BDA0001884352840000163
其中，显示兴趣区域i在t时刻所获得的注意资源Ai(t)占总注意资源通过以下方式计算：
Ai(t)＝K*Expi(t)Vali(t)*ln[Sali(t)+Eff(t)]
Expi(t)和Vali(t)是与作战任务相关的物理参数，Effi(t)和Sali(t)是与船员所监视的舰船信息系统显示界面相关的物理参数，是通过参数输入模块(1)中的自动/半自动识别读取模块(12)对界面扫描自动读取或是通过手动输入参数，以及专家数据库(13)载入到参数初步定义与计算子模块(11)中进行计算。
Expi(t)表示界面兴趣区域i在当前任务及目标要求下在t时刻被需要概率，Vali(t)表示界面兴趣区域i在当前任务中的重要价值，且有
Figure BDA0001884352840000171
Figure BDA0001884352840000172
是对显示兴趣区域重要程度ui(t)的潜在认知状态产生的概率，通过采用以下模糊熵hi(t)的方式来计算，其中K为归一化调整参数。
Figure BDA0001884352840000173
hi(t)＝-ui(t)lnui(t)-(1-ui(t))ln(1-ui(t))
Effi(t)指船员获取显示兴趣区域i所需付出的努力值，反映船员在观察各显示兴趣区域信息时的眼动扫视负荷，由各兴趣区域的位移之和来计算求解；Sali(t)指显示兴趣区域i的突显性。物理参数值Sali反映各显示兴趣区域的显示设置方式，由显示兴趣区域的显示格式c1(t)i、大小c2(t)i、颜色c3(t)i、线条c4(t)i、闪烁c5(t)i等从界面背景中突显出来的程度来共同决定的，可通过下式求解，
Figure BDA0001884352840000174
感知状态水平计算模块(23)，根据参数输入模块(1)以及注意资源分配子模块(22)读取的数据，执行兴趣区域产生感知状态的概率计算，通过以下方式计算：
Figure BDA0001884352840000175
理解状态水平计算模块(24)，根据参数输入模块(1)、注意资源分配子模块(22)及感知状态水平计算模块(23)读取的数据，执行兴趣区域产生理解状态的概率计算，通过以下方式计算：
Figure BDA0001884352840000176
界面显示设计要素对认知状态影响计算子模块(254)根据参数输入模块(1)读取的数据计算界面方案设计方式对船员认知状态水平的影响程度，Xi＝[x1,x2,...xk...xg]为兴趣区域i的界面设计要素，其设计状态g(x1,x2,...xk...xg)对舰员认知兴趣区域i认知状态水平的影响g(Xi)通过以下方式计算：，
Figure BDA0001884352840000177
面向界面显示的认知特性模型，将船员作为操作者的数学模型考虑，因此式计算中所涉及到的与船员认知特性相关的非物理参数C、S、h、fanj、s、τ、m、U、θ等参数设定为一般经验常数值，通过参数输入模块(1)中的专家数据库(13)载入。计算选定t0～tT时间区间内任务类型条件下待测定的界面显示方案Dn所对应的综合态势感知水平
Figure BDA0001884352840000181
(263)，并将结果输出到工效预测与评价模块(3)。
根据本发明的另一个进一步的实施例，工效预测与评价子模块(3)包括：计算结果处理子模块(31)，用于对认知特性模型计算模块所获得的计算结果进行数据统计和处理；界面显示工效特性表征与低点预测子模块(32)，用于对计算每个界面显示方案随时间变化的动态工效预测值进行表征，并将低于阈值的最低点进行提示，其中阈值参数通过专家数据库读取。界面显示方案的工效表征及比较子模块(33)，用于通过计算预测界面显示方案物理属性所对应的船员综合态势感知水平，来模拟确定各个界面显示方案的物理属性对船员综合态势感知水平产生的影响，从而对各个界面显示方案工效水平上的优劣进行表征及比较，从而提出优选的推荐意见。
如图9所示，是根据本发明的一个实施例的工效预测与评价模块(3)的各个处理模块计算步骤。根据认知特性模型计算模块(2)中计算的结果，以及读入的，首先判定选定t0～tT时间区间待测评任务类型内的综合态势感知水平是否计算完毕(311)，如果“否”则返回到认知特性模型计算模块(2)继续计算，如果“是”则将结果输出到继续判断已读入的N个待测定界面显示方案所对应的综合态势感知水平是否均计算完毕(312)，
如上述“N个待测定界面显示方案所对应的综合态势感知水平是否均计算完毕”的判断结果为“否”，则返回到认知特性模型计算模块(2)继续计算，如果“是”则一方面计算N个待测定界面显示方案t0～tT时间段内所对应的综合态势感知水平动态的变化情况，记为
Figure BDA0001884352840000182
(313)，并将结果输出到界面显示工效特性表征与低点预测子模块(32)，对各个方案在t0～tT时间区间内所对应动态综合态势感知水平各层次变化情况表征(321)，以及计算每个待测定界面方案在t0～tT时间区间内出现低于阈值的时间及推测分析(322)；
另一方面计算N个待测定界面显示方案t0～tT时间段内所对应的综合态势感知水平平均值，记为
Figure BDA0001884352840000191
(314)，及计算N个待测定的界面显示方案所对应的综合态势感知水平标准差，记为
Figure BDA0001884352840000192
(315)，并将平均值及标准差同时输出到界面显示方案的工效表征及比较子模块(33)，将N个界面显示方案所对应的的综合态势感知水平平均值按照从大到小的顺序排列，依据该顺序将综合态势感知水平对应的界面显示方案记录为De＝(De1,De2,...,DeN)(331)，并输出该界面显示方案记录在用户界面上，输出表征与比较内容供用户参考。
将N个界面显示方案所对应的综合态势感知水平标准差按照从小到大的顺序排列，依据该顺序将综合态势感知水平对应的界面显示方案记录为Ds＝(Ds1,Ds2,...,DsN)(332)，并输出该界面显示方案记录在用户界面上，输出表征及比较内容供用户参考。
本发明与现有技术相比的优点在于：借助自动识别技术将待测评的界面显示的颜色、尺寸、布局、线条、闪烁等物理特征参数快速、精确的识别并记录，为认知特性模型计算提供准确数据来源，为多界面显示设计方案的工效测评提供准确输入；借助数据库技术将基于作战任务类型的显示兴趣区域的重要度等级(与作战任务相关的物理参数值)、显示兴趣区域的颜色、尺寸、类型(与界面显示方案相关的物理参数值)、船员作为数学模型考虑的其认知过程中所涉及的相关参数值(可定义为经验值常数的非物理参数)等进行存储，能够快速有效地计算出不同信息系统界面显示方案在不同作战任务类型条件下对综合态势感知水平影响特性的变化情况。此外，采用本系统可避免基于工效实验的态势感知测定过程中的不稳定、不确定因素，可用于舰船信息系统显示界面设计的初期阶段对具体显示界面工效水平预测和优选，从而能够有效地缩短研制周期，提高系统设计和开发效率，降低设计成本和实验风险，等等。
实施例6
本发明实施例6提供一种测评系统的使用方式。
进入该系统后，在主界面用户可以根据说明提示，输入测评者信息，以调用内部匹配测评权限的数据库，然后在该界面选择界面及任务的参数输入按钮，待计算完毕之后返回主界面；然后选择船员认知特性模型计算按钮，待计算完毕返回主界面后，再选择界面显示工效预测评价按钮，待全部结果输出结束后返回主界面，最后选择退出系统而完成测评。若在开始测评之前有需要增添或修改专家数据库里的配置则需要在第一步参数输入之前点击修改专家数据库按钮进入系统进行操作，若需要查询过往的测评数据则可点击历史信息查询进行记录查询。
具体应用流程：用户首先选择进入主界面及任务参数输入界面，用户点击开始时间及结束时间后，开始根据自动识别选定时间段内界面方案的界面特征，若需要对识别的模式进行调整，则点击识别参数设置进行兴趣区域定义或者与识别功能相关的设置。识别完成后，点击选择待测界面方案进行识别结果查询，每套界面方案对应的界面特征参数显示在表格中，可滚动滑动条进行各个时间间隔时刻的各个兴趣区域的特征参数值，如颜色、尺寸等。若识别结果与实际结果有误差，可点击重新识别进行刷新一轮识别，或者点击人工修正后，可在表格中进行参数的修正，并点击数据保存，对数据存储以备后续计算。
待计算完毕后，确认无误后可点击下一步进入下一界面。人工选择时间区间中默认为上一步中选定的范围，可进行修正，再执行定义任务类型，通过选择下拉框中的时间间隔来控制时间范围，以及下拉框选择待测任务类型，确定新增后，则为选定的时间间隔标定了相应的任务类型，若未选定的时间间隔则默认为一种平常任务状态。系统根据对时间间隔内的任务类型定义，则调用内部数据库，标定了时间间隔内的任务类型条件下各个兴趣区域相对应的重要隶属度及被需求概率，可通过表格滚动条查看任务参数设置查询。若任务参数调用有问题，可选择人工修正进行本次修正并保存，或通过专家数据库进行底层数据的更新。
待计算完毕，确定无误后则选择下一步进入下一界面。用户可选择特定时间间隔及待测界面方案的综合态势感知计算，或者选择一键全选，对选定范围内的各个界面方案进行计算，可选择是否全部计算完毕以检查完成程度。当计算过程中需要对船员基础能力及认知特性参数进行调整时，可点击船员基础参数设置进行本次计算更新，或是通过专家数据库进行底层数据修正。可选择查询内容对选定时间内的详细过程数据进行查询，以备检查和分析。
待计算完毕，确定无误后则选择下一步进入下一界面。用户选择输出全部图形，可观察待测的全部方案在选定时间区间内动态的综合态势感知水平预测值，以实现对多个界面方案的动态工效状态进行预测，选择阈值低点预测分析可在图形中增添对应时刻点综合态势感知水平值低于阈值的时刻点，并根据内部的判定阈值给出低点预测分析。若需要对评价阈值进行调整，则点击评价阈值参数设置按钮进行修正。用户可通过文本框输出平均值及标准差查看具体的计算结果，也可通过文本框中查看依据综合态势感知水平平均值从大到小顺序排列所对应的界面显示方案推荐排序，以及依据综合态势感知水平标准差从小到大顺序排列所对应的界面显示方案推荐排序，以及综合的优选建议。该系统提供的推荐建议内容以供用户通过非实验手段对不同界面显示设计方案的工效水平进行预测和比较，以对界面显示方式的进一步改进、优化设计和预防人为失误提供一定的参考。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法，其特征在于，所述工效测评方法包括如下步骤：
提取待测评显示界面的物理特征，所述物理特征包括显示物理特征和任务物理特征；具体包括：获取当前任务类型的待测评显示界面的I个任务的兴趣区域；提取每个所述兴趣区域的显示物理特征和任务物理特征；所述显示物理特征包括所述兴趣区域所呈现的动态兴趣区域的显示格式、字符尺寸、颜色匹配、线条和闪烁；所述任务物理特征包括所述兴趣区域在所述当前任务类型中的被需求概率和重要价值；
将所述物理特征与专家数据库匹配，得到物理特征参数值；具体包括：调取所述专家数据库的专家经验参数值；将所述专家经验参数值与所述显示物理特征匹配，计算显示物理特征参数值；将所述专家经验参数值与所述任务物理特征匹配，计算所述任务物理特征参数值；
根据所述物理特征参数值计算所述待测评显示界面的物理特征状态对认知状态水平的影响程度；具体包括：根据所述物理特征参数值，利用
Figure FDA0002907443370000011
计算所述显示界面的物理特征状态对认知状态的影响程度；其中，g(Xi)表示第i个兴趣区域的物理特征状态对认知状态水平的影响程度，Xi＝[x1,x2,...xk...xK]为兴趣区域i的界面设计要素，xk表示兴趣区域i的第k个界面设计要素的值,K为界面设计要素的数量，g(xk)表示兴趣区域i的第k个界面设计要素对认知状态水平的影响程度，ek(t)为界面设计要素k对于认知状态影响的贡献程度；
根据所述影响程度计算所述待测评显示界面的感知状态水平和理解状态水平；具体包括：根据所述影响程度，利用公式Li(t)＝0.5*g(Xi)，计算所述待测评显示界面的感知状态水平；根据所述影响程度，利用公式Ui(t)＝0.5+0.5·g(Xi)，计算所述待测评显示界面的理解状态水平；其中，g(Xi)表示第i个兴趣区域的物理特征状态对认知状态水平的影响程度，Li(t)表示第i个兴趣区域的感知状态水平，Ui(t)表示第i个兴趣区域的理解状态水平；
根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，计算所述待测评显示界面的综合态势感知水平；具体包括：根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，利用公式
Figure FDA0002907443370000021
计算所述显示界面的综合态势感知水平；其中，I表示兴趣区域的数量，
Figure FDA0002907443370000022
Li(t)表示第i个兴趣区域的感知状态水平，Ui(t)表示第i个兴趣区域的理解状态水平，p(aibici)表示完全理解的概率，
Figure FDA0002907443370000023
Figure FDA0002907443370000024
表示第i个兴趣区域发生感知而未被理解的概率，
Figure FDA0002907443370000025
表示第i个兴趣区域被感知的概率，
Figure FDA0002907443370000026
Figure FDA0002907443370000027
表示第i个兴趣区域发生注意而未被感知的概率，
Figure FDA0002907443370000028
p(ai)表示第i个兴趣区域被注意的概率，p(ai)＝fi(t)；ui(t)为第i个兴趣区域在t时刻的重要程度；fi(t)为分配到兴趣区域i的注意资源占总注意资源的比例，
Figure FDA0002907443370000029
Ai(t)表示兴趣区域i在t时刻所获得的注意资源，Ai(t)＝K*Expi(t)Vali(t)*ln[Sali(t)+Effi(t)]，Expi(t)表示兴趣区域i在当前任务及目标要求下在t时刻被需要概率，Vali(t)表示界面兴趣区域i在当前任务中的重要价值，Effi(t)指船员获取显示兴趣区域i所需付出的努力值，Sali(t)指显示兴趣区域i的突显性，Bi(t)为当前被激活的量，l为与兴趣区域i事实匹配的程序性规则数量，Ul为第l个程序性规则的可用性，τ为第一常数，s为第二常数，m为第三常数，θ为第四常数；
根据所述综合态势感知水平测评所述待测评显示界面的工效。
2.根据权利要求1所述的一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评方法，其特征在于，所述根据所述综合态势感知水平测评所述待测评显示界面的工效，具体包括：
设定测评时间区间；并获取所述时间区间内的M个任务类型；
根据每个任务类型的综合态势感知水平，计算所述综合态势感知水平的平均值和方差；
根据所述综合态势感知水平的平均值和方差测评所述待测评显示界面的工效。
3.一种面向人机界面显示的舰员认知特性工效测评系统，其特征在于，所述工效测评系统包括：
特征提取模块，用于提取待测评显示界面的物理特征，所述物理特征包括显示物理特征和任务物理特征；所述特征提取模块，具体包括：兴趣区域获取子模块，用于获取当前任务类型时，待测评显示界面的I个兴趣区域；物理属性提取子模块，用于提取每个所述兴趣区域的显示物理特征和任务物理特征；所述物理特征包括所述兴趣区域所呈现的动态兴趣区域的显示格式、字符尺寸、颜色匹配、线条和闪烁；所述任务物理特征包括所述兴趣区域在所述当前任务类型中的被需求概率和重要价值；
特征参数值获取模块，用于将所述物理特征与专家数据库匹配，得到物理特征参数值；所述特征参数值获取模块，具体包括：专家经验值参数值调取子模块，用于调取所述专家数据库的专家经验参数值；显示物理特征参数值计算子模块，用于将所述专家经验参数值与所述显示物理特征匹配，计算显示物理特征参数值；任务特征参数值计算子模块，用于将所述专家经验参数值与所述任务物理特征匹配，计算所述任务物理特征参数值；
认知状态水平影响程度计算模块，用于根据所述物理特征参数值计算所述待测评显示界面的物理特征状态对认知状态水平的影响程度；具体包括：根据所述物理特征参数值，利用
Figure FDA0002907443370000031
计算所述显示界面的物理特征状态对认知状态的影响程度；其中，g(Xi)表示第i个兴趣区域的物理特征状态对认知状态水平的影响程度，Xi＝[x1,x2,...xk...xK]为兴趣区域i的界面设计要素，xk表示兴趣区域i的第k个界面设计要素的值,K为界面设计要素的数量，g(xk)表示兴趣区域i的第k个界面设计要素对认知状态水平的影响程度，ek(t)为界面设计要素k对于认知状态影响的贡献程度；
感知状态水平和理解状态水平计算模块，用于根据所述影响程度计算所述待测评显示界面的感知状态水平和理解状态水平；所述根据所述影响程度计算所述待测评显示界面的感知状态水平和理解状态水平，具体包括：根据所述影响程度，利用公式Li(t)＝0.5*g(Xi)，计算所述待测评显示界面的感知状态水平；根据所述影响程度，利用公式Ui(t)＝0.5+0.5·g(Xi)，计算所述待测评显示界面的理解状态水平；其中，g(Xi)表示第i个兴趣区域的物理特征状态对认知状态水平的影响程度，Li(t)表示第i个兴趣区域的感知状态水平，Ui(t)表示第i个兴趣区域的理解状态水平；
综合态势感知水平计算模块，用于根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，计算所述待测评显示界面的综合态势感知水平；所述根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，计算所述待测评显示界面的综合态势感知水平，具体包括：根据所述感知状态水平和所述理解状态水平，利用公式
Figure FDA0002907443370000041
计算所述显示界面的综合态势感知水平；其中，I表示兴趣区域的数量，
Figure FDA0002907443370000042
Li(t)表示第i个兴趣区域的感知状态水平，Ui(t)表示第i个兴趣区域的理解状态水平，p(aibici)表示完全理解的概率，
Figure FDA0002907443370000043
Figure FDA0002907443370000044
表示第i个兴趣区域发生感知而未被理解的概率，
Figure FDA0002907443370000045
p(aibi)表示第i个兴趣区域被感知的概率，
Figure FDA0002907443370000046
Figure FDA0002907443370000047
表示第i个兴趣区域发生注意而未被感知的概率，
Figure FDA0002907443370000051
p(ai)表示第i个兴趣区域被注意的概率，p(ai)＝fi(t)；ui(t)为第i个兴趣区域在t时刻的重要程度；fi(t)为分配到兴趣区域i的注意资源占总注意资源的比例，
Figure FDA0002907443370000052
表示兴趣区域i在t时刻所获得的注意资源，Ai(t)＝K*Expi(t)Vali(t)*ln[Sali(t)+Effi(t)]，Expi(t)表示兴趣区域i在当前任务及目标要求下在t时刻被需要概率，Vali(t)表示界面兴趣区域i在当前任务中的重要价值，Effi(t)指船员获取显示兴趣区域i所需付出的努力值，Sali(t)指显示兴趣区域i的突显性，Bi(t)为当前被激活的量，l为与兴趣区域i事实匹配的程序性规则数量，Ul为第l个程序性规则的可用性，τ为第一常数，s为第二常数，m为第三常数，θ为第四常数；
工效评估模块，用于根据所述综合态势感知水平测评所述待测评显示界面的工效。
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