CN114218290B - 装备人机交互界面可用性评估的选择方法 - Google Patents

装备人机交互界面可用性评估的选择方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种装备人机交互界面可用性评估的选择方法，其包括以下步骤：S1，构建人机交互界面模型；S2，基于人机交互界面模型对评估对象进行分析；S3，基于人机交互界面模型选择最适合装备人机交互界面可用性评估方法,包括：可用性要求分析、可用性评估指标选取、以及最优可用性评估方法确定；S4，开展预评估；S5，开展正式评估；S6，完成评估数据分析。本发明使用了新的装备人机交互界面模型，并提出了基于该模型的可用性评估的选择方法，保证了通过程序化的方式快速、合理、标准一致的选择出最合适的可用性评估方法来对装备人机交互界面的可用性进行评估。

Description

装备人机交互界面可用性评估的选择方法
技术领域
本发明涉及产品交互领域，尤其涉及一种装备人机交互界面可用性评估的选择方法。
背景技术
人机交互界面亦称用户界面(User Interface)是指人与装备进行交互的方式与方法。随着科技的发展，各种新技术在装备中获得普遍应用，装备的自动化程度越来越高，而功能也越来越复杂化，对人员的要求也提到了新的高度，但人员的能力是有限度的，不可能一味的适应日新月异的高科技装备，这就对装备的交互界面提出了更高的要求，尤其是大型复杂的装备要求交互界面提供更加有效的支持。如果装备的人机交互界面设计不合理，就可能导致作战使用人员监视和操作上误判断和误操作，甚至会导致整个作战任务的失败和人员伤亡。因此，引入“以人为本”的设计思想，采纳科学、合理、有效的可用性评估方法，开展可用性评估，保障并提高装备的可用性，改善用户使用质量，显得极为迫切和重要。
但是，目前存在着大量的人机交互界面可用性评估方法，如何在众多的评估方法中选择最合适的评估方法，成为了一个难题。只有使用合适的可用性评估方法，才能对于用户来说提升用户使用质量，提高用户的效率和满意度，达到装备好用，用户高效、放心使用的效果；对于装备研制单位来说，通过可用性评估提升装备质量，吸引用户，并减少后期维护、支持成本，提高装备的竞争力和企业的信誉度：对于社会来说，有助于提高整个社会的生产力。因此，如何在大量的人机交互界面可用性评估方法中，快速合理标准一致的选择出最合适的装备人机交互界面可用性评估的方法是目前急需解决的技术问题。
发明内容
为了合理快速分析并构建装备人机交互界面评估指标，选择并确定出装备人机交互界面可用性评估的方法，本发明提出了一种装备人机交互界面可用性评估的选择方法，具体步骤如下：
S1，构建人机交互界面模型；
人机交互界面模型分成两大部分：操作使用和装备系统，并按照装备人机交互界面设计与操作使用的递进交互层次关系分成4个层面，从上到下依次为战略层、功能层、逻辑层及实现层，操作使用部分在4个层面分别为用户需求、任务目标、工作流程、以及操作与感知，装备系统部分在4个层面分别为装备目标、系统功能、结构导航及界面元件；即操作使用和装备系统在战略层是用户需求和装备目标相对应；在功能层是任务目标和系统功能相对应；在逻辑层是工作流程和结构导航相对应，在实现层是操作感知和界面元件相对应；每一个层面是根据它上面的那个层面决定的，所以功能层是根据战略层来制定的、逻辑层根据功能层得到、实现层由逻辑层来决定；
S2，基于人机交互界面模型对评估对象进行分析；从战略层、功能层、逻辑层及实现层等分析操作使用需求，对应分析评估对象的各层次需具备的主要要素或特征；评估对象特指装备人机交互界面；
S3，基于人机交互界面模型，选择最适合装备人机交互界面可用性评估方法，包括：可用性要求分析、可用性评估指标选取、以及可用性评估方法确定；具体步骤为：
S31，可用性要求分析，结合步骤S2评估对象分析，提出满足操作使用的装备可用性要求，可用性要求落实到评估对象的各层次人机交互界面上；
S32，可用性评估指标选取，从满足可用性要求出发选取评估指标，评估指标体系涵盖N个指标，评估指标体系指标集I＝{i1，i2，......，iN}；
S33，可用性评估方法确定，具体包括以下步骤：
S331，确定适用于装备的人机交互界面可用性评估方法范围；
S332，确定考核因素和各个考核因素中的选项，建立考核因素中各选项与步骤S331中确定的可用性评估方法的适用程度分值；
S333，选择考核指标，根据考核指标得到相应的可用性评估方法集合Ui，j，其中i为考核因素序号，j为具体在第i个考核因素中的选项序号；
S334，将所有Ui，j中相同可用性评估方法的适用程度分值相加，得到集合U，并将集合U中的可用性评估方法根据可用性评估方法的适用程度按照分值从大到小进行排序；
S335，得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法；
S4，使用步骤S3确定的装备人机交互界面可用性评估方法开展预评估；
S5，使用步骤S3确定的装备人机交互界面可用性评估方法开展正式评估实施，完成评估指标体系指标集I＝{i1，i2，......，iN}中N个指标的评估；
S6，完成评估数据分析。
优选的，所述步骤S33，可用性评估方法确定中每个步骤具体如下：
S331，确定适用于装备的人机交互界面可用性评估方法范围；
确定装备人机交互界面可用性评估的方法包括：用户观察、绩效测量、关键事件分析、问卷调查、用户访谈、协同设计和评估、基于文档的方法、基于模型的方法、启发式评估法、可用性模型法、以及仿真法；
S332，确定考核因素和各个考核因素中的选项，建立考核因素中各选项与步骤S331中确定的可用性评估方法的适用程度值；
对步骤S331中确定的适用于装备人机交互界面可用性评估的方法确定可用性评估方法的顺序，然后设定考核因素中的每个选项所对应的每种可用性评估方法的适用程度，适用程度分为5等级，具体为：推荐、合适、一般、不推荐的、以及不合适，并将适用程度依次用5到1的分值来表示；第i个考核因素中的第j个选项定义为一项考核指标ai，j；
S333，选择考核指标ai，j，根据考核指标ai，j得到相应的可用性评估方法集合为Ui，j，其中i为考核因素序号，j为具体在第i个考核因素中的选项序号，i、j为正整数，设定可用性评估方法的顺序在可用性评估方法集合中的顺序都相同，可用性评估方法集合为Ui，j只记录每种可用性评估方法的适用程度分值；
每个考核因素中只能选择一个具体的选项，因此分别得到U1，L1、U2，L2、…、UL，Ln，其中L为选择的考核因素总数，L1、L2、…、Ln为各个考核因素中选择的具体选项，即L1、L2、…、Ln为j的具体数值，为正整数；
S334，根据Ui，j得到集合U，并将集合U中的可用性评估方法根据可用性评估方法的适用程度按照分值从大到小进行排序，具体为：
将步骤S333中U1，L1、U2，L2、...、UL，Ln中相同可用性评估方法的分值合并，即将每种可用性评估方法的适用程度分值相加，因为每个Ui，j中可用性评估方法的顺序，因此可按照矩阵相加的方式得到合集U，U中为可用性评估方法总的适用程度分值，即U＝[U1，L1]+[U2，L2]+...+[UL，Ln]；将集合U中的可用性评估方法根据可用性评估方法的适用程度分值按照从大到小进行排序；
S335，得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法；
将适用程度分值最大的可用性评估方法确定为满足所有考核指标的最优装备人机交互界面可用性评估方法。
优选的，所述步骤S335得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法，还包括：
如果合集U中的可用性评估方法的适用程度分值都小于阈值，则显示没有可推荐的可用性评估方法，大于等于阈值的才能被推荐为最优装备人机交互界面可用性评估方法，阈值为4*L，L为选择的考核因素的数量。
优选的，所述步骤S335得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法，还包括：
判断最优可用性评估方法是否在所有集合中的适用程度分值都大于2，如果是则将此可用性评估方法推荐为最优装备人机交互界面可用性评估方法，否则按照从大到小的顺序选择下一项适用程度分值最大的可用性评估方法，并进行相同判断，直到选择出可用性评估方法，并将此可用性评估方法推荐为最优。
优选的，所述步骤S335，得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法，具体为：
将集合U中的可用性评估方法的适用程度分值与阈值相比较，将小于阈值的装备人机交互界面可用性评估方法的适用程度分值设为0，判断适用程度分值不为0的可用性评估方法在所有Ui,j集合中的适用程度分值都大于2，如果不是将相应可用性评估方法在集合U中的适用程度分值设为0，将集合U中所有适用程度分值不为0的可用性评估方法按适用程度分值进行排序，适用程度分值最大的可用性评估方法被确定为最优的装备人机交互界面可用性评估方法。
优选的，所述步骤S335中，阈值设定为4*L，其中L为选择的考核因素的数量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明使用了新的装备人机交互界面模型，该模型从使用层面与装备系统建立了层次交互关系，有助于全面系统、快速精准的分析装备人机交互界面可用性关键设计要素，构建可用性评估指标，有力支撑可用性评估方法的选择与确定。
2、本发明提出的一种装备人机交互界面可用性评估的选择方法，保证了可以在众多的可用性评估方法中，通过程序化的方式快速、合理、标准一致的选择出最合适的可用性评估方法来对装备人机交互界面的可用性进行评估。
附图说明
图1是本发明的装备人机交互界面可用性评估方法的步骤流程图；
图2是本发明的装备人机交互界面模型图。
具体实施方式
为更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本发明是一种装备人机交互界面可用性评估的选择方法，如图1所示，具体实施步骤如下：
S1，构建人机交互界面模型。
围绕装备系统中“人机交互界面”的具体形式展开，根据不同层次人机交互中人员操作使用特点以及所涉及到的系统部件的不同，构建一个从总体到具体、从抽象到具象的人机交互界面模型，并以此为基础得到系统可用性设计要求，构建可用性评估指标，确定可用性评估方法，进而对装备系统进行可用性评估。
人机交互界面模型具体如图2所示，人机交互界面模型分成两大部分：操作使用和装备系统，并按照装备人机交互界面设计与操作使用的递进交互层次关系分成4个层面，从上到下依次为战略层、功能层、逻辑层及实现层，操作使用部分在4个层面分别为用户需求、任务目标、工作流程、以及操作与感知，装备系统部分在4个层面分别为装备目标、系统功能、结构导航及界面元件。即操作使用和装备系统在战略层是用户需求和装备目标相对应；在功能层是任务目标和系统功能相对应；在逻辑层是工作流程和结构导航相对应，在实现层是操作感知和界面元件相对应。每一个层面是根据它上面的那个层面决定的，所以功能层是根据战略层来制定的、逻辑层根据功能层得到、实现层由逻辑层来决定。其中，战略层应充分考虑部队用户及战场环境需求，从实际需求出发，确定满足部队战场使用需求的装备目标；功能层应结合部队战场使用需求确定装备使命任务目标，分析为达成这些目标装备本身需具备战术技术指标、功能规格及特征；逻辑层应结合任务目标，分解任务操作程序，对应分析装备交互结构和交互逻辑框架，使装备交互设计与任务操作程序相匹配；实现层是从操作使用的角度分析直接可观察、感知、识别、操作的界面元件或元素，如界面布局样式、界面颜色、字符等。
以某无人机系统地面站人机交互界面为例说明：
战略层：分析军方到作战使用需求及装备作战使命任务，对应分析需要什么样类型的无人机装备及需要使用该装备达到什么样到作战目标；
功能层：根据该无人机装备使命任务，分析装备作战使用要求，对应分析确定该无人机装备到战术技术指标及功能规格等；
逻辑层：分析要完成该装备作战使命任务，需完成哪些作战任务，具体到操作任务程序和特点，对应分析实现这次作战操作任务时装备应具备到交互体系架构设计与交互逻辑设计等；
实现层：分析完成作战任务操作时，需观察获取的界面交互信息，及经感知、识别、决策输出的具体操作，对应分析该型无人机系统地面站操作席位人机交互界面的界面元件、元素等，如信息布局、信息显示方式、字符、符号、颜色、控件按钮等。
S2，基于人机交互界面模型对评估对象进行分析。从战略层、功能层、逻辑层及实现层等分析操作使用需求，对应分析评估对象的各层次需具备的主要要素或特征。本实施例中评估对象就是指装备人机交互界面。
S3，基于人机交互界面模型，选择最适合装备人机交互界面可用性评估的方法。具体过程主要包含可用性要求分析、可用性评估指标选取、可用性评估方法确定等，其中：
S31，可用性要求分析，结合步骤S2评估对象分析，提出满足操作使用的装备可用性要求，可用性要求应落实到评估对象的各层次人机交互界面上，如装备目标设置合理性、装备功能完备性、作业使用便捷性、界面人性化设计、用户满意度等。
S32，可用性评估指标选取，从满足可用性要求出发，选取确定评估指标，建立评估指标体系，如目标可行性、可学习性、可记忆性、易用性、容错性、界面美学、主观满意度等方面指标，若评估指标体系涵盖N个指标，则建立评估指标体系指标集I＝{i1，i2，......，iN}。
S33，可用性评估方法确定。
S331，确定适用于装备的人机交互界面可用性评估方法范围。目前，可用性评估方法很多，应用普遍且受到广泛认可的、适用于装备人机交互界面可用性评估的方法主要包括：用户观察、绩效测量、关键事件分析、问卷调查、用户访谈、协同设计和评估、基于文档的方法、基于模型的方法、启发式评估法、可用性模型法、仿真法等。
S332，确定考核因素和各个考核因素中的选项，建立考核因素中各选项与步骤S331中确定的可用性评估方法的适用程度值。
对步骤S331中确定的适用于装备人机交互界面可用性评估的方法确定可用性评估方法的顺序，然后设定考核因素中的每个选项所对应的每种可用性评估方法的适用程度。适用程度分为5等级，具体为：推荐、合适、一般、不推荐的、以及不合适，并将适用程度依次用5到1的分值来表示，具体见表1所示。第i个考核因素中的第j个选项定义为一项考核指标ai，j。
表1 适用性等级解释
适用等级 分值 等级解释
推荐 5 非常适合，强烈建议该方法用于该型装备人机交互界面可用性评估
合适 4 比较适合，建议该方法用于该型装备人机交互界面可用性评估
一般 3 该方法可以用于该型装备人机交互界面可用性评估
不推荐 2 该方法能够但不建议用于该型装备人机交互界面可用性评估
不合适 1 该方法不适合用于该型装备人机交互界面可用性评估
S333，选择考核指标ai，j，根据考核指标ai，j得到相应的可用性评估方法集合为Ui，j，其中i为考核因素序号，j为具体在第i个考核因素中的选项序号，i、j为正整数，设定可用性评估方法的顺序在可用性评估方法集合中的顺序都相同，可用性评估方法集合为Ui，j只记录每种可用性评估方法的适用程度分值；
可以只选择部分考核因素，但是每个考核因素中只能选择一个具体的选项，因此分别得到U1，L1、U2，L2、...、UL，Ln，其中L为选择的考核因素总数，L1、L2、…、Ln为各个考核因素中选择的具体选项，即L1、L2、…、Ln为j的具体数值，为正整数，因此L1、L2、…、Ln可以相同，也可以不同。
S334，根据Ui，j得到集合U，并将集合U中的可用性评估方法根据可用性评估方法的适用程度按照分值从大到小进行排序，具体为：
将步骤S333中U1，L1、U2，L2、...、UL，Ln中相同可用性评估方法的分值合并，即将每种可用性评估方法的适用程度分值相加，因为每个Ui，j中可用性评估方法的顺序，因此可按照矩阵相加的方式得到合集U，U中为可用性评估方法总的适用程度分值，即U＝[U1，L1]+[U2，L2]+...+[UL，Ln]。将集合U中的可用性评估方法根据可用性评估方法的适用程度分值按照从大到小进行排序。
S335，得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法。
通常将适用程度最大的可用性评估方法作为满足所有考核指标的最优装备人机交互界面可用性评估方法进行推荐。
进一步，有时合集U中的可用性评估方法的适用程度分值都非常低，即可能不存在合适的可用性评估方法，如果按照从大到小进行排序即使排在第一位的可用性评估方法也是不合适的，此时可以通过设定阈值的方式，如果合集U中的可用性评估方法的适用程度分值都小于阈值，则显示没有可推荐的可用性评估方法，阈值可设定为大于等于4*L才能被推荐为最优装备人机交互界面可用性评估方法，L为选择的考核因素的数量。
进一步，如果考核因素比较多时，合集U中适用程度分值最大的可用性评估方法在其中一个考核指标中此可用性评估方法为不推荐或者不合适的，也就是说不能推荐此可用性评估方法为最优方法。此时可以通过在得到最优可用性评估方法后，判断最优可用性评估方法是否在所有集合中的适用程度分值都大于2，如果是则将此可用性评估方法推荐为最优装备人机交互界面可用性评估方法，否则按照从大到小的顺序选择下一项适用程度分值最大的可用性评估方法，并进行相同判断，直到选择出可用性评估方法，并将此可用性评估方法推荐为最优。此时被推荐的可用性评估方法在合集U中适用程度分值并不是最大的，但是综合考虑各个考核指标，它就是最优的可用性评估方法。
最优的装备人机交互界面可用性评估方法也可通过以下方式直接获得：将集合U中的可用性评估方法的适用程度分值与阈值相比较，将小于阈值的装备人机交互界面可用性评估方法的适用程度分值设为0，判断适用程度分值不为0的可用性评估方法在所有Ui,j集合中的适用程度分值都大于2，如果不是将相应可用性评估方法在集合U中的适用程度分值设为0，将集合U中所有适用程度分值不为0的可用性评估方法按适用程度分值进行排序，适用程度分值最大的可用性评估方法被确定为最优的装备人机交互界面可用性评估方法。
下面对可用性评估方法的具体步骤进行举例说明：。
S331，确定装备人机交互界面可用性评估的方法为用户观察、绩效测量、关键事件分析、问卷调查、用户访谈、协同设计和评估、基于文档的方法、基于模型的方法、启发式评估法、可用性模型法和仿真法。
S332，确定考核因素和各个考核因素中的选项，建立考核因素中各选项与步骤S331中确定的可用性评估方法的适用程度值。
本实施例中考核因素主要是指影响可用性评估方法选择的因素，可以具体包括：装备寿命周期阶段；用户特征；项目特征；拟执行任务的特征；装备或系统自身；开发或评估团队所具有的人机工程专业知识水平等。具体如下：
(a)装备寿命周期阶段。装备寿命周期不同阶段适用的可用性评估方法会有所区别，如装备论证和方案阶段，主要是对作战任务使命任务、作战任务使用性能、初步总体方案和研制经费等进行论证，然后进行方案论证和设计，根据立项批复的相关技术要求，进行多方案论证、设计和验证，形成“研制总要求”，这个阶段确认任务和用户的需求是非常重要的，在进行需求分析时，用户可以以相对有效的方式参与用户观察和访谈，用户不便参与时，也可采用基于文档的评估、启发式评估等方法。工程研制阶段的任务主要是根据“研制总要求”和签订的研制合同，进行样机设计、试制，验证设计方案的正确性、各系统之间的协调性等。在这个阶段可用性方法可以用于确认、修正和优化前期的发现。本阶段存在可由多种方法评估的、可证实的原型或系统，采用绩效测量、用户观察等有用户参与的方法会比较有效。
(b)用户特征。用户参与的特征不同，可采用的可用性评价方法也会有所区别。如果用户不能参与，则主要依赖于无用户直接参与的方法，例如，基于文档的方法、基于模型的方法、启发式评估法和仿真法。然而，在实施设计时，宜尽力通过某些用户参与的形式来收集信息，以验证从间接途径获取的结果。有用户参与是最佳的，但需要了解装备用户群体的特征，以便与用户接触(如果必要时，需征得用户管理人员的同意)，并使其同意参与。当用户群体在技能、知识、经验、文化和语言背景、年龄等方面有很大差异时，仍可以使用用户参与的方法，但方法的有效性取决于样本的规模以及他们对整个用户群体的代表性。
(c)项目特征。项目特征不同，在装备研制过程中，受到的约束环境和条件也会有不同，可基于不同的环境约束选取便于应用的可用性方法，主要包括：时间限制、成本控制、装备质量要求、早期信息需求(反馈或诊断)、规格频繁变更等约束条件。如当时间限制比较紧时，相对来说耗时较少的方法有：启发式评估、基于文档的评估方法或可用性模型法。
(d)拟执行任务的特征。任务特征不同也影响评估方法的选择，任务的复杂性、任务失败导致的后果、任务对交互时间和准确性的要求、任务范围等任务特征都对可用性评估方法的选择有影响。如当任务具有高度复杂性时，具有完整可靠的任务模型尤为重要，推荐选用关键事件分析、访谈等方法。
(e)装备或系统自身。全新装备还是改进装备、功能有限且用户熟知的装备、适应性强的装备等装备自身因素均影响可用性评估方法选择，如针对适应性强、可定制的装备，有用户参与的方法是首选。
(f)开发或评估团队所具有的人机工程专业知识水平。开发或评估团队能否获得广泛的可用性知识和技能影响可用性评估方法选择，如获取最新方法限制时，可以选用无需广泛专业技能的方法。
在上述六个考核因素中，选择装备寿命周期阶段；用户特征；项目特征这三个考核因素来作为选择最优的装备人机交互界面可用性评估方法的示例，具体包括：
(1)确定装备寿命周期阶段；用户特征；项目特征这三个考核因素中的选项。
寿命周期阶段包括5个阶段：论证和方案、工程研制、定型阶段、使用管理、以及维修保障，因此寿命周期阶段为5个选项。用户特征包括2种类型：无法参与、可以参与，因此用户特征为2个选项。项目特征包括5种类型：时间限制、成本控制、装备质量要求、早期信息需求、和规格频繁变更，因此项目特征为5个选项。可用性评估方法集合为Ui，j中可用性评估方法的顺序统一为：用户观察、绩效测量、关键事件分析、问卷调查、用户访谈、协同设计和评估、基于文档的方法、基于模型的方法、启发式评估法、可用性模型法、仿真法。也就是说寿命周期包括5个考核指标、用户特征包括2个考核指标、项目特征包括5个考核指标。
对可用性评估方法按照适用程度分为5等级，具体为：推荐、合适、一般、不推荐的、以及不合适。并将适用程度分值依次用5到1来表示。
可用性评估方法的顺序具体为：用户观察、绩效测量、关键事件分析、问卷调查、用户访谈、协同设计和评估、基于文档的方法、基于模型的方法、启发式评估法、可用性模型法、仿真法。可用性评估方法与各个考核指标直接的因素中的适用程度份值具体见表2-表4：
表2 基于寿命周期阶段的可用性评估方法确定
表3 基于用户特征的可用性评估方法确定
表4 基于项目特征约束的可用性评估方法确定
S333，分别先择选择寿命周期阶段的使用管理阶段，用户特征为可以参与，项目特征选择早期信息需求，分别得到对应的可用性评估方法集合Ui，j。
选择寿命周期阶段的使用管理阶段，得到可用性评估方法集合U1，4＝{4，5，4，5，5，4，3，3，4，3，3}
用户特征为可以参与，得到可用性评估方法集合U2，2＝{5，4，4，4，5，5，4，2，4，2，2}
项目特征为早期信息需求，得到可用性评估方法集合U3，4＝{4，3，3，4，5，4，3，3，4，3，3，}
S334，得到集合U，并将集合U中的可用性评估方法根据可用性评估方法的适用程度分值按照从大到小进行排序。
将U1，4、U2，2、U3，4集合中相同的可用性评估方法的适用程度值相加，得到集合U。U＝{13，12，11，13，15，13，10，8，12，8，8}，将集合U中的可用性评估方法根据可用性评估方法的适用程度值按照从大到小进行排序后，可知可用性评估方法按照适用程度按照从大到小进行排序后为：用户访谈、用户观察、问卷调查、协同设计和评估、绩效测量、启发式评估法、关键事件分析、基于文档的方法、基于模型的方法、可用性模型法、仿真法。
S335，得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法。
选择适用程度最大的可用性评估方法，即用户访谈，作为满足所有考核指标的最优装备人机交互界面可用性评估方法，判断用户访谈的适用程度值为15，大于设定阈值12，且用户访谈在U1，4、U2，2、U3，4中的适用程度值都大于2，因此推荐用户访谈作为最优的装备人机交互界面可用性评估方法。
S4，开展预评估。通过使用S335得到的最优的装备人机交互界面可用性评估方法进行预评估，检验评估方案的可行性及可操作性。预评估为现有技术，但是在预评估的过程中需要关注以下几个问题：评估过程中所需软硬件设备的稳定性；评估过程中方法实施的可操作性；评估试验流程的合理性、严谨性；评估仪器设备使用及评估场景搭建的科学性等。
S5，开展正式评估实施。正式评估实施主要是按照经过预评估确定的可用性方法步骤完成对评估指标体系指标集I＝{i1，i2，......，iN}中N个指标的评估。由于推荐的可用性评估方法都是现有的评估方法，因此就采用已有的评估步骤即可。装备可用性研究的主要目的是发现存在的可用性问题，因此在可用性评估过程中，应确保评估过程严谨科学、确保评估仪器设备科学使用，注意过程评估数据采集，并尽可能提前考虑评估过程中可能遇到的相关问题，以准备相应的应对措施。
S6，完成评估数据分析。评估数据分析主要是对评估过程中得到的各种结果数据进行分析和整理，主要包括：用户操作的操作时间、错误率等客观绩效数据；用户主观评估数据；用户出错情况记录数据；用户开放式评估数据等。通常采用SPSS软件或EXCEL软件进行数据编码和数据计算机录入，数据录入时可以对用户偏好等信息进行适当地标记，以便在今后出现异常数据时可以快速进行数据回查。另外，不同类型的数据需要采用不同的数据分析方法，这些数据分析方法根据计算的复杂程度大致可以包括描述性分析、简单统计分析和高级统计分析。若评估数据涉及主客观评估指标数据，且需给出综合评估结果，则需计算并确定指标权重，最终得到评估对象可用性评估的最终得分。进一步的，根据评估数据分析还能形成评估报告，并反馈相关单位，以此可开展后续设计优化工作。其中，计算并确定指标权重与评估对象可用性评估的最终得分算法可采用公式1和公式2：
(1)计算并确定指标权重
首次，基于步骤S32所确定到评估指标集，采用德尔菲法或专家评估到方法确定评估指标到权重分值，利用公式1，计算并确定权重得分，权重得分ai按式(1)计算：
其中，i表示第i个评估指标，i＝1，2，3，…，N；ai表示第i个评估指标的权重平均得分；fi表示评估对象第i个评估指标所占的权重。
(2)评估对象可用性评估的最终得分
评估对象可用性评估的最终得分计算公式具体见公式(2)。
其中：W为评估对象可用性评估的最终得分；Eij为第j名被试者对评估对象第i个评估指标的得分；M为被试的人数；N为评估对象的评估指标数量；j为第j名被试者，j＝1，2，3，…，M。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种装备人机交互界面可用性评估的选择方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1，构建人机交互界面模型；
人机交互界面模型分成两大部分：操作使用和装备系统，并按照装备人机交互界面设计与操作使用的递进交互层次关系分成4个层面，从上到下依次为战略层、功能层、逻辑层及实现层，操作使用部分在4个层面分别为用户需求、任务目标、工作流程、以及操作与感知，装备系统部分在4个层面分别为装备目标、系统功能、结构导航及界面元件；即操作使用和装备系统在战略层是用户需求和装备目标相对应；在功能层是任务目标和系统功能相对应；在逻辑层是工作流程和结构导航相对应，在实现层是操作感知和界面元件相对应；每一个层面是根据它上面的那个层面决定的，所以功能层是根据战略层来制定的、逻辑层根据功能层得到、实现层由逻辑层来决定；
S2，基于人机交互界面模型对评估对象进行分析；从战略层、功能层、逻辑层及实现层分析操作使用需求，对应分析评估对象的各层次需具备的主要要素或特征；评估对象特指装备人机交互界面；
S3，基于人机交互界面模型，选择出最适合的装备人机交互界面可用性评估方法，包括：可用性要求分析、可用性评估指标选取、以及可用性评估方法确定；具体步骤为：
S31，可用性要求分析，结合步骤S2评估对象分析，提出满足操作使用的装备可用性要求，可用性要求落实到评估对象的各层次人机交互界面上；
S32，可用性评估指标选取，从满足可用性要求出发选取评估指标，评估指标体系涵盖N个指标，评估指标体系指标集I＝{i1,i2,……,iN}；
S33，可用性评估方法确定，具体包括以下步骤：
S331，确定适用于装备的人机交互界面可用性评估方法范围；
S332，确定考核因素和各个考核因素中的选项，建立考核因素中各选项与步骤S331中确定的可用性评估方法的适用程度分值；
S333，选择考核指标，根据考核指标得到相应的可用性评估方法集合Ui,j，其中i为考核因素序号，j为具体在第i个考核因素中的选项序号；
S334，将所有Ui,j中相同可用性评估方法的适用程度分值合并，得到集合U，并将集合U中的可用性评估方法根据可用性评估方法的适用程度按照分值从大到小进行排序；
S335，得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法；
S4，使用步骤S3确定的装备人机交互界面可用性评估方法开展预评估；
S5，使用步骤S3确定的装备人机交互界面可用性评估方法开展正式评估实施，完成评估指标体系指标集I＝{i1,i2,……,iN}中N个指标的评估；
S6，完成评估数据分析。
2.根据权利要求1所述的装备人机交互界面可用性评估的选择方法，其特征在于：所述步骤S33，可用性评估方法确定中每个步骤具体如下：
S331，确定适用于装备的人机交互界面可用性评估方法范围；
确定装备人机交互界面可用性评估的方法包括：用户观察、绩效测量、关键事件分析、问卷调查、用户访谈、协同设计和评估、基于文档的方法、基于模型的方法、启发式评估法、可用性模型法、以及仿真法；
S332，确定考核因素和各个考核因素中的选项，建立考核因素中各选项与步骤S331中确定的可用性评估方法的适用程度值；
对步骤S331中确定的适用于装备人机交互界面可用性评估的方法确定可用性评估方法的顺序，然后设定考核因素中的每个选项所对应的每种可用性评估方法的适用程度，适用程度分为5等级，具体为：推荐、合适、一般、不推荐的以及不合适，并将适用程度依次用5到1的分值来表示；第i个考核因素中的第j个选项定义为一项考核指标ai,j；
S333，选择考核指标ai,j，根据考核指标ai,j得到相应的可用性评估方法集合为Ui,j，其中i为考核因素序号，j为具体在第i个考核因素中的选项序号，i、j为正整数，设定可用性评估方法的顺序在可用性评估方法集合中的顺序都相同，可用性评估方法集合为Ui,j只记录每种可用性评估方法的适用程度分值；
每个考核因素中只能选择一个具体的选项，因此分别得到U1,L1、U2,L2、…、UL,Ln，其中L为选择的考核因素总数，L1、L2、…、Ln为各个考核因素中选择的具体选项，即L1、L2、…、Ln为j的具体数值，为正整数；
S334，根据Ui,j得到集合U，并将集合U中的可用性评估方法根据可用性评估方法的适用程度按照分值从大到小进行排序，具体为：
将步骤S333中U1,L1、U2,L2、…、UL,Ln中相同可用性评估方法的分值合并，即将每种可用性评估方法的适用程度分值相加，因为每个Ui,j中可用性评估方法的顺序，因此可按照矩阵相加的方式得到合集U，U中为可用性评估方法总的适用程度分值，即U＝[U1,L1]+[U2,L2]+…+[UL,Ln]；将集合U中的可用性评估方法根据可用性评估方法的适用程度分值按照从大到小进行排序；
S335，得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法；
将适用程度分值最大的可用性评估方法确定为满足所有考核指标的最优装备人机交互界面可用性评估方法。
3.根据权利要求2所述的装备人机交互界面可用性评估的选择方法，其特征在于：所述步骤S335得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法，还包括：
如果合集U中的可用性评估方法的适用程度分值都小于阈值，则显示没有可推荐的可用性评估方法，大于等于阈值的才能被推荐为最优装备人机交互界面可用性评估方法，阈值为4*L，L为选择的考核因素的数量。
4.根据权利要求2所述的装备人机交互界面可用性评估的选择方法，其特征在于：所述步骤S335得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法，还包括：
判断最优可用性评估方法是否在所有集合中的适用程度分值都大于2，如果是则将此可用性评估方法推荐为最优装备人机交互界面可用性评估方法，否则按照从大到小的顺序选择下一项适用程度分值最大的可用性评估方法，并进行相同判断，直到选择出可用性评估方法，并将此可用性评估方法推荐为最优。
5.根据权利要求1所述的装备人机交互界面可用性评估的选择方法，其特征在于：所述步骤S335，得到最优的装备人机交互界面可用性评估方法，具体为：
将集合U中的可用性评估方法的适用程度分值与阈值相比较，将小于阈值的装备人机交互界面可用性评估方法的适用程度分值设为0，判断适用程度分值不为0的可用性评估方法在所有Ui,j集合中的适用程度分值都大于2，如果不是将相应可用性评估方法在集合U中的适用程度分值设为0，将集合U中所有适用程度分值不为0的可用性评估方法按适用程度分值进行排序，适用程度分值最大的可用性评估方法被确定为最优的装备人机交互界面可用性评估方法。
6.根据权利要求5所述的装备人机交互界面可用性评估的选择方法，其特征在于：所述步骤S335中，阈值设定为4*L，其中L为选择的考核因素的数量。
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