RU2423294C2 - Method and system to simulate interface between user and ambient medium aboard transport facility - Google Patents

Method and system to simulate interface between user and ambient medium aboard transport facility Download PDF

Info

Publication number
RU2423294C2
RU2423294C2 RU2008106916/11A RU2008106916A RU2423294C2 RU 2423294 C2 RU2423294 C2 RU 2423294C2 RU 2008106916/11 A RU2008106916/11 A RU 2008106916/11A RU 2008106916 A RU2008106916 A RU 2008106916A RU 2423294 C2 RU2423294 C2 RU 2423294C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
information
model
interface
interface elements
user
Prior art date
Application number
RU2008106916/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008106916A (en
Inventor
Александр-Люка СТЕФАН (FR)
Александр-Люка СТЕФАН
Original Assignee
Эрбюс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эрбюс filed Critical Эрбюс
Publication of RU2008106916A publication Critical patent/RU2008106916A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2423294C2 publication Critical patent/RU2423294C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00Indicating measured values
    • G01D7/02Indicating value of two or more variables simultaneously
    • G01D7/08Indicating value of two or more variables simultaneously using a common indicating element for two or more variables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C23/00Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to development of interface elements for perfecting flight control. Proposed system and method comprises developing interface model E1 proceeding from first set of data describing interface elements of transport facility and second set of data describing user's knowledge. Data E2 describing, at least, one kind of user activity involved in interaction between user and interface elements are collected and said collected data E3 are analyzed to correct interface model E4 proceeding from results of analysis of data sent in identical configuration into dynamic data base with symmetric "user-hardware" structure.
EFFECT: perfected interface elements.
14 cl, 8 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение касается способа и системы определения модели интерфейса между пилотом и окружающей его средой на борту транспортного средства.The invention relates to a method and system for determining an interface model between a pilot and his environment on board a vehicle.

Предшествующий уровень техникиState of the art

В различных областях (авиация, вождение автомобиля, судовождение и т.д.) для эксплуатации воздушных, наземных или морских транспортных средств (пилотирование или вождение, навигация, связь, контроль за окружающей средой, управление системами и т.д.) требуется наличие приборных панелей, оборудованных множеством интерфейсных элементов.In various areas (aviation, car driving, navigation, etc.) for the operation of air, land or sea vehicles (piloting or driving, navigation, communication, environmental control, systems management, etc.), the presence of instrument panels equipped with many interface elements.

Для успешного выполнения стоящих перед ним задач пользователь транспортного средства, управляющий интерфейсными элементами, должен в совершенстве знать функции, выполняемые интерфейсными элементами, понимать информацию, выдаваемую этими элементами, а также знать процедуры, описывающие предназначенные для выполнения последовательности действий (ручные, визуальные, слуховые), связанные с интерфейсными элементами.To successfully complete the tasks it faces, the vehicle user controlling the interface elements must perfectly know the functions performed by the interface elements, understand the information provided by these elements, and also know the procedures that describe the sequence of actions (manual, visual, auditory) related to interface elements.

Таким образом, понятно, что во время пилотирования транспортного средства взаимодействие между пользователем и интерфейсными элементами, находящимися на борту транспортного средства, имеет огромное значение, и поэтому данному взаимодействию уделяется большое внимание.Thus, it is clear that during piloting the vehicle, the interaction between the user and the interface elements on board the vehicle is of great importance, and therefore much attention is paid to this interaction.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Задачей настоящего изобретения является усовершенствование существующих интерфейсных элементов, разработка новых интерфейсных элементов, или усовершенствование процедуры выполнения полета, или усовершенствование расположения различных интерфейсных элементов относительно друг друга.An object of the present invention is to improve existing interface elements, develop new interface elements, or improve flight procedures, or improve the location of various interface elements relative to each other.

Объектом настоящего изобретения является способ определения модели интерфейса между пользователем и окружающей его средой на борту транспортного средства, характеризующийся тем, что содержит следующие этапы:An object of the present invention is a method for determining an interface model between a user and his environment on board a vehicle, characterized in that it comprises the following steps:

разработка модели интерфейса на основании первого типа информации, характеризующей интерфейсные элементы транспортного средства, и второго типа информации, характеризующей знания, которыми обладает пользователь, по использованию интерфейсных элементов;development of an interface model based on the first type of information characterizing the vehicle's interface elements, and the second type of information characterizing the knowledge the user possesses on the use of interface elements;

сбор данных, характеризующих, по меньшей мере, один вид человеческой деятельности, который задействован во время взаимодействия между пользователем и интерфейсными элементами, при этом сбор этих данных осуществляют при помощи, по меньшей мере, одного прибора сбора данных;collecting data characterizing at least one type of human activity that is involved during the interaction between the user and the interface elements, while collecting this data is carried out using at least one data collection device;

анализ полученных таким образом данных;analysis of the data thus obtained;

корректировка модели интерфейса в зависимости от анализа данных.adjustment of the interface model depending on data analysis.

Модель интерфейса разрабатывают на основе двойной связи «пользователь - техническая система», а не только исходя из технической информации о системе, что позволяет получить очень надежную модель, построенную на основании всех данных, структурированных относительно друг друга таким образом, чтобы они наиболее наглядно характеризовали взаимодействие между пользователем и окружающей его средой на борту транспортного средства и, в частности, интерфейсными элементами этого транспортного средства.The interface model is developed on the basis of a double connection “user - technical system”, and not only on the basis of technical information about the system, which allows you to get a very reliable model built on the basis of all data structured relative to each other so that they most clearly characterize the interaction between the user and his environment on board the vehicle and, in particular, the interface elements of this vehicle.

Благодаря зарегистрированным данным, которые отражают зрительное поведение, и/или жестикуляцию, и/или голосовые действия, и/или физиологическое поведение пользователя по отношению к интерфейсным элементам, и в результате интерпретации этих данных можно усовершенствовать предварительно разработанную модель, максимально приблизив ее к контексту, который она должна отображать.Thanks to the recorded data that reflects visual behavior, and / or gestures, and / or voice actions, and / or the physiological behavior of the user in relation to the interface elements, and as a result of the interpretation of these data, it is possible to improve the previously developed model, bringing it as close as possible to the context, which it should display.

Можно, например, обнаруживать аномальные явления в работе интерфейсных элементов, производить оценку новых интерфейсных элементов, определять интерфейсный элемент, который должен выдавать определенную информацию или обеспечивать определенные функции, или определить, что новый интерфейсный элемент, выполняющий одну или несколько функций, представляет особый интерес.It is possible, for example, to detect abnormal phenomena in the operation of interface elements, evaluate new interface elements, determine an interface element that should provide certain information or provide certain functions, or determine that a new interface element that performs one or more functions is of particular interest.

Согласно изобретению, два типа информации - первый тип информации технического порядка и второй тип информации, связанный с человеческим фактором, поступают в одинаковой конфигурации в динамическую базу данных, имеющую симметричную структуру «пользователь - техническая система».According to the invention, two types of information - the first type of information of a technical order and the second type of information associated with the human factor, arrive in the same configuration in a dynamic database having a symmetric structure "user - technical system".

Поскольку информация обоих типов поступает все время в едином одинаковом формате, обеспечивается выигрыш во времени и эффективность при обработке этой информации и, следовательно, при разработке модели.Since information of both types arrives all the time in a single identical format, time gain and efficiency are provided when processing this information and, therefore, when developing a model.

Согласно изобретению, информацию обоих типов конфигурируют по одинаковой когнитивной многофакторной модели.According to the invention, information of both types is configured according to the same cognitive multivariate model.

Такое отображение информации оказалось наиболее предпочтительным и эффективным для разработки модели взаимодействия.Such a display of information turned out to be the most preferable and effective for developing a model of interaction.

Согласно изобретению, конфигурация информации первого типа по когнитивной многофакторной модели содержит этап установления связи между процедурами использования транспортного средства и интерфейсными элементами транспортного средства.According to the invention, the configuration of the first type of information in a cognitive multivariate model comprises the step of establishing a connection between vehicle use procedures and vehicle interface elements.

Таким образом, устанавливают соответствие между различными этапами процедур использования транспортного средства (например, пилотирования) и интерфейсными элементами, которое используют на каждом этапе для моделирования интерфейсных элементов.Thus, a correspondence is established between the various stages of the vehicle use procedures (for example, piloting) and the interface elements, which are used at each stage to model the interface elements.

Согласно изобретению, конфигурация информации первого типа по многофакторной когнитивной модели содержит этап идентификации функциональных зон на каждом рассматриваемом интерфейсном элементе.According to the invention, the configuration of the first type of information according to a multifactorial cognitive model comprises the step of identifying functional zones on each interface element in question.

Определяя такие зоны внутри одного интерфейсного элемента, можно получить детальную модель каждого интерфейсного элемента и, следовательно, получить в дальнейшем во время этапа сбора данных детальную информацию о взаимодействии между пользователем (например, пилотом) и зонами, даже несколькими зонами разных интерфейсных элементов.By defining such zones within one interface element, it is possible to obtain a detailed model of each interface element and, therefore, to obtain detailed information about the interaction between the user (e.g., the pilot) and zones, even several zones of different interface elements, during the data collection step.

Таким образом, модель будет еще более полной и, следовательно, более надежной за счет сбора окулометрических данных, относящихся к этим зонам одного интерфейсного элемента или даже нескольких интерфейсных элементов.Thus, the model will be even more complete and, therefore, more reliable by collecting oculometric data related to these zones of one interface element or even several interface elements.

Согласно изобретению, конфигурация информации первого типа по многофакторной когнитивной модели содержит для каждого интерфейсного элемента следующие этапы:According to the invention, the configuration of information of the first type according to a multifactorial cognitive model contains for each interface element the following steps:

определение задач, связанных с использованием транспортного средства и выполняемых интерфейсным элементом;identification of tasks associated with the use of the vehicle and performed by the interface element;

определение факторов когнитивной многофакторной модели относительно определенных задач;identifying factors of a cognitive multifactor model relative to specific tasks;

установление связи между определенными факторами когнитивной модели и идентифицируемыми функциональными зонами интерфейсного элемента.establishing a connection between certain factors of the cognitive model and identifiable functional areas of the interface element.

Полученная модель отражает взаимодействие пользователя (например, пилота) с интерфейсным элементом, учитывая задачи, которые должен выполнять интерфейсный элемент и которые определяются, например, процедурами использования транспортного средства (например, пилотирования).The resulting model reflects the interaction of the user (for example, the pilot) with the interface element, taking into account the tasks that the interface element must perform and which are determined, for example, by the procedures for using the vehicle (for example, piloting).

Согласно изобретению, выбранным видом человеческой деятельности, задействованным во время взаимодействия между пользователем и интерфейсными элементами, может быть зрительная деятельность, голосовая деятельность, слуховая деятельность, моторика, физиологические проявления и реакции человеческого тела.According to the invention, the selected type of human activity involved during the interaction between the user and the interface elements may be visual activity, voice activity, auditory activity, motor activity, physiological manifestations and reactions of the human body.

Сбор и анализ данных, отражающих различные виды человеческой деятельности, позволяют получить очень полезную информацию, например, для дополнения/изменения модели взаимодействия.The collection and analysis of data reflecting various types of human activity allows us to obtain very useful information, for example, to supplement / change the interaction model.

Согласно отличительному признаку, прибор сбора данных является окулометрическим прибором, регистрирующим зрительные данные, характеризующие визуальное наблюдение интерфейсных элементов пользователем.According to the distinguishing feature, the data acquisition device is an oculometric device that records visual data characterizing the visual observation of the interface elements by the user.

Такой прибор является наиболее предпочтительным для описания зрительного поведения пользователя (например, пилота), когда его взгляд окидывает различные интерфейсные элементы, а также внешнюю визуальную среду и даже отдельные зоны внутри одного или нескольких интерфейсных элементов.Such a device is most preferable for describing the visual behavior of a user (for example, a pilot) when his eyes cast a glance over various interface elements, as well as the external visual environment and even individual zones inside one or several interface elements.

Этот прибор можно соединить с другим прибором, позволяющим регистрировать, например, в видеоизображении жесты пилота, тогда как положение его глаз отслеживается первым прибором. Можно также применять аудиозаписи. Благодаря этому получают большее количество предназначенных для обработки данных и большее разнообразие данных, что позволяет обогатить модель интерфейса и сделать ее еще более надежной в том контексте, который она должна отражать.This device can be connected to another device that allows you to register, for example, in the video image gestures of the pilot, while the position of his eyes is tracked by the first device. You can also use audio recordings. Thanks to this, a greater amount of data to be processed and a greater variety of data are obtained, which allows enriching the interface model and making it even more reliable in the context that it should reflect.

Модель интерфейса, как она кратко определена выше, находит свое применение во многих областях (авиация, космонавтика, вождение автомобиля, мореплавание и т.д.) и может использоваться при:The interface model, as it is briefly defined above, finds its application in many areas (aviation, astronautics, car driving, navigation, etc.) and can be used for:

усовершенствовании одного или нескольких интерфейсных элементов;improving one or more interface elements;

проектировании одного или нескольких интерфейсных элементов;designing one or more interface elements;

оценке одного или нескольких новых интерфейсных элементов;evaluating one or more new interface elements;

изменении процедуры использования (например, пилотирования) транспортного средства;changing the procedure for using (e.g. piloting) a vehicle;

подготовке пользователей (например, пилотов) для управления транспортным средством.training users (e.g. pilots) to drive a vehicle.

Объектом настоящего изобретения является также система определения модели интерфейса между пользователем и окружающей средой на борту транспортного средства, характеризующаяся тем, что содержит:The object of the present invention is also a system for determining an interface model between a user and the environment on board a vehicle, characterized in that it comprises:

средства разработки модели на основании первого типа информации, характеризующей интерфейсные элементы транспортного средства, и второго типа информации, характеризующей знания, которыми обладает пользователь по использованию интерфейсных элементов;means for developing a model based on the first type of information characterizing the interface elements of the vehicle and the second type of information characterizing the knowledge the user possesses on using the interface elements;

по меньшей мере один прибор для сбора данных, характеризующих по меньшей мере один вид человеческой деятельности, который задействован во время взаимодействия между пользователем и этими интерфейсными элементами; at least one device for collecting data characterizing at least one type of human activity that is involved during the interaction between the user and these interface elements;

средства анализа полученных данных;means of analyzing the received data;

средства корректировки модели интерфейса в зависимости от анализа данных.tools for adjusting the interface model depending on data analysis.

Эта система характеризуется теми же аспектами и преимуществами, что были указаны выше для способа, и их повторное перечисление опускается.This system is characterized by the same aspects and advantages that were mentioned above for the method, and their re-listing is omitted.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Другие отличительные признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве неограничительного примера выполнения, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:Other features and advantages will be more apparent from the following description, presented solely as a non-restrictive example of implementation, with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг.1а изображает схему последовательности операций способа определения модели интерфейса, согласно изобретению;figa depicts a flowchart of a method for determining an interface model according to the invention;

фиг.1b - блок-схему системы моделирования интерфейса, согласно изобретению;fig.1b is a block diagram of a system for modeling an interface according to the invention;

фиг.2 - схему процесса разработки модели интерфейса, согласно изобретению;figure 2 - diagram of the process of developing a model of the interface according to the invention;

фиг.3 - блок-схему последовательности операций способа с детализацией этапов, показанных на фиг.1а, согласно изобретению;figure 3 - block diagram of the operational sequence of the method with details of the steps shown in figa, according to the invention;

фиг.4 - таблицу соответствия между процедурой выполнения полета и бортовыми приборами, используемыми на каждом этапе процедуры, согласно изобретению;4 is a table of correspondence between the flight procedure and the on-board devices used at each stage of the procedure, according to the invention;

фиг.5 - схему идентификации различных зон информации на бортовом приборе, согласно изобретению;5 is a diagram of the identification of various zones of information on-board device, according to the invention;

фиг.6 - схему функций, придаваемых зонам, определенным на фиг.5, согласно изобретению;6 is a diagram of the functions assigned to the zones defined in figure 5, according to the invention;

фиг.7 - таблицу связи между факторами когнитивной модели и функциональными зонами бортового инструмента, показанного на фиг.5, согласно изобретению;Fig.7 is a table of the relationship between the factors of the cognitive model and the functional areas of the on-board tool shown in Fig.5, according to the invention;

фиг.8 - пример разработки таблиц 16 и 18 фиг.1а, согласно изобретению;Fig - an example of the development of tables 16 and 18 figa, according to the invention;

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретенияDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Изобретение предпочтительно находит применение в авиации, в частности, при моделировании интерфейсных элементов кабины самолета.The invention preferably finds application in aviation, in particular, in modeling interface elements of the cockpit.

В кабине самолета расположены различные типы приборных панелей, например главная приборная панель IP (“main instrument panel”), на которой находятся бортовые приборы, выполняющие роль интерфейсных элементов для пилота, называемого PF (“Pilot Flying”), и второго пилота, называемого PNF (“Pilot Non Flying”), например прибор, называемый PFD или главный полетный дисплей (“Primary Flight Display”), или прибор, называемый ND или навигационный дисплей (“Navigation Display”). Здесь же находятся центральная панель СР (“central panel”), верхняя панель ОР (“overhead panel”) и панель под лобовым стеклом GS (“glareshield panel”).Various types of dashboards are located in the cockpit, for example, the IP main instrument panel, on which there are airborne devices that act as interface elements for the pilot, called PF (“Pilot Flying”), and the second pilot, called PNF (“Pilot Non Flying”), such as a device called the PFD or the primary flight display (“Primary Flight Display”), or a device called the ND or the navigation display (“Navigation Display”). Here are the central CP panel (“central panel”), the upper OP panel (“overhead panel”) and the panel under the GS windshield (“glareshield panel”).

Пользователь кабины, т.е. пилот, использует все интерфейсные элементы вышеуказанных бортовых приборных панелей для пилотирования самолета, выполнения навигационных задач, а также соблюдения мер безопасности для удержания самолета в области полета.Cabin user, i.e. the pilot uses all the interface elements of the above-mentioned on-board dashboards for piloting the aircraft, performing navigation tasks, and observing safety measures to keep the aircraft in the flight area.

Для облегчения выполнения этих задач пилотом и обеспечения его деятельности при максимальной безопасности возникла необходимость определения модели интерфейса между пилотом и окружающей его средой на борту самолета.To facilitate the fulfillment of these tasks by the pilot and ensure his activities with maximum safety, it became necessary to determine the interface model between the pilot and his environment on board the aircraft.

Алгоритм, т.е. последовательность операций (фиг.1а), представляет основные этапы способа, в соответствии с настоящим изобретением, предназначенного для определения модели интерфейса «пилот-кабина».Algorithm i.e. the sequence of operations (figa), represents the main steps of the method, in accordance with the present invention, designed to determine the model of the interface "pilot cockpit".

Этот алгоритм выполняется компьютером, работающим во взаимодействии со средствами хранения данных/информации (базы данных, запоминающие устройства и т.д.).This algorithm is executed by a computer working in conjunction with data / information storage facilities (databases, storage devices, etc.).

Во время первого этапа Е1 разрабатывают модель интерфейса на основании двух типов информации: первого типа информации, связанной с технической системой и, в частности, характеризующей интерфейсные элементы кабины, и второго типа информации, связанной с человеком и, в частности, характеризующей знания, полученные пилотом по использованию интерфейсных элементов кабины и по процедурам выполнения полета, а также его поведение (опыт пилота самолета).During the first stage E1, an interface model is developed on the basis of two types of information: the first type of information related to the technical system and, in particular, characterizing the interface elements of the cockpit, and the second type of information related to the person and, in particular, characterizing the knowledge acquired by the pilot on the use of cabin interface elements and on flight procedures, as well as its behavior (pilot experience).

Взаимодействие пилот-кабина основано на интерфейсах динамического характера, включающих типы поведения пользователя и технической системы.The cockpit interaction is based on dynamic interfaces, including types of user behavior and a technical system.

Этот этап основан на использовании информации как технического порядка, так и связанной с человеческим фактором, чтобы учитывать связь «пользователь - техническая система» во время разработки модели взаимодействия.This stage is based on the use of information both of a technical order and related to the human factor in order to take into account the “user – technical system” relationship during the development of an interaction model.

Информация двух вышеуказанных типов поступает в динамическую базу 10 (фиг.2) данных, имеющую структуру «пилот(человек) - техническая система», симметричную относительно оси взаимодействия, разделяющей часть 12 базы, связанную с человеческим аспектом, и часть 14 базы, связанную с техническим аспектом.The information of the two above types enters the dynamic database 10 (Fig. 2) of data having the structure “pilot (human) - technical system”, symmetric about the axis of interaction, dividing part 12 of the base associated with the human aspect, and part 14 of the base associated with technical aspect.

Следует отметить, что информация поступает в базу данных в структурированном виде, согласно идентичной конфигурации, которая определяется по каждому аспекту (человеческий и технический) уровнем входов-выходов, детализирующим все используемые входы и выходы, и уровнем обработки, детализирующим различные используемые подсистемы.It should be noted that the information enters the database in a structured form, according to an identical configuration, which is determined for each aspect (human and technical) by the level of inputs and outputs that details all the inputs and outputs used, and the processing level that details the various subsystems used.

Модель разрабатывают начиная с идентификации входов-выходов со стороны человека и со стороны технической системы, прежде чем перейти к идентификации подсистем на уровне обработки информации.The model is developed starting from the identification of inputs and outputs by the person and by the technical system, before moving on to identifying subsystems at the level of information processing.

Симметричная разработка модели взаимодействия «человек - техническая система» позволяет применять одинаковые методы ко всем имеющимся в наличии объектам. Поскольку техническая система, а также человек рассматриваются как комплексные системы, которые аналогично разбиваются на подсистемы (то есть если относить голосовые сигналы (принадлежащие к голосовой подсистеме) и графические сигналы (принадлежащие к графической подсистеме) к технической стороне), то следует рассматривать подсистемы, при помощи которых человек воспринимает, осознает и обрабатывает эти сигналы, как человеческий фактор, причем эти подсистемы относятся к слуховой и зрительной деятельности, к вниманию, к системе обработки символов, к краткосрочному и долгосрочному запоминанию и к принятию решения.The symmetrical development of the model of interaction "man - a technical system" allows you to apply the same methods to all available objects. Since the technical system, as well as the person, are considered as complex systems that are similarly divided into subsystems (that is, if you assign voice signals (belonging to the voice subsystem) and graphic signals (belonging to the graphic subsystem) to the technical side), then subsystems should be considered, when of the help of which a person perceives, understands and processes these signals as a human factor, and these subsystems relate to auditory and visual activity, to attention, to the processing system and symbols, to short-term and long-term memorization and to decision-making.

Информацию технического порядка (первый тип) и информацию, относящуюся к человеческому фактору (второй тип), конфигурируют идентично по одной и той же когнитивной многофакторной модели и используют известный унифицированный язык моделирования UML (“Unified Modeling Language” в англо-саксонской терминологии) для формализации пары «пилот-кабина».Technical order information (first type) and information related to the human factor (second type) are configured identically using the same cognitive multifactor model and they use the well-known unified modeling language UML (“Unified Modeling Language” in English-Saxon terminology) for formalization pilot cockpit pairs.

В когнитивной многофакторной модели определяют факторы, позволяющие описать процесс приобретения пилотом знаний, связанных с интерфейсными элементами кабины.In a cognitive multifactor model, factors are determined that allow us to describe the process of acquiring pilot knowledge related to the interface elements of the cockpit.

Такой многофакторный подход является наиболее предпочтительным для описания процессов, которые могут происходить одновременно.Such a multifactorial approach is most preferable for describing processes that can occur simultaneously.

Действительно, пилоту может понадобиться осуществить анализ визуальной информации (на входе со стороны человека и на выходе со стороны технической системы) одновременно со слуховой информацией, такой как звуковые сигналы.Indeed, the pilot may need to analyze visual information (at the input from the human side and at the output from the technical system) simultaneously with auditory information, such as sound signals.

Многофакторный подход является предпочтительным, если речь идет об отслеживании информации, получаемой в виде протяженной во времени последовательности и от разных независимых интерфейсных элементов.A multi-factor approach is preferable when it comes to tracking information received in the form of a long-time sequence and from different independent interface elements.

Кроме того, такое отображение является также предпочтительным для установления иерархии и соответствующей классификации информации для облегчения дальнейшего анализа данных, характеризующих виды человеческой деятельности, используемые во время взаимодействия между пилотом и интерфейсными элементами.In addition, such a mapping is also preferable to establish a hierarchy and appropriate classification of information to facilitate further analysis of data characterizing the types of human activity used during the interaction between the pilot and the interface elements.

В когнитивном моделировании, основанном на факторах и ресурсах, определяют факторы когнитивной модели в зависимости от их роли, от видов их ответственности, их ресурсов или функций и от поставленных целей.In cognitive modeling based on factors and resources, factors of the cognitive model are determined depending on their role, on the types of their responsibility, their resources or functions, and on the goals set.

Согласно этому многофакторному подходу, область применения, т.е. использование интерфейсных элементов кабины самолета, анализируют с точки зрения потребностей, которые необходимо удовлетворить в данном контексте.According to this multifactorial approach, the scope, i.e. the use of interface elements of the cockpit, analyzed from the point of view of needs that must be met in this context.

Факторы определяются целью и позволяют учитывать потребность, связанную со схемой, являющейся частью убежденности пилота.Factors are determined by the goal and allow you to take into account the need associated with the scheme, which is part of the pilot's conviction.

Например, пилот считает, что для изменения уровня полета ему необходимо определенное число условий, чтобы обеспечить нормальное осуществление маневра: видимость, состояние двигателей, атмосферные условия и т.д.For example, a pilot believes that to change the level of flight he needs a certain number of conditions to ensure the normal implementation of maneuver: visibility, condition of engines, atmospheric conditions, etc.

Следовательно, пилот нуждается в получении этой информации, чтобы иметь возможность выполнить поставленную задачу, и, следовательно, использует когнитивные ресурсы, которые ему предоставляют интерфейсные элементы (бортовые приборы).Therefore, the pilot needs to receive this information in order to be able to complete the task, and, therefore, uses the cognitive resources that interface elements (on-board devices) provide him.

Таким образом, он дополняет свое знание ситуации и может планировать и соответственно выполнять последующие действия.Thus, he supplements his knowledge of the situation and can plan and accordingly carry out subsequent actions.

Следовательно, все эти аспекты могут быть объектом оценки в экспериментальном плане на основании когнитивного многофакторного моделирования.Therefore, all these aspects can be subject to experimental evaluation based on cognitive multivariate modeling.

Эти факторы, которые способствуют когнитивным процессам, относятся к восприятию, пониманию и умственному отображению интерфейсных элементов кабины.These factors that contribute to cognitive processes relate to the perception, understanding, and mental display of cabin interface elements.

Таким образом, каждый фактор способствует достижению поставленных целей при помощи планов действий, которыми могут быть в авиации процедуры, определяющие использование бортовых приборов в инструкции по действиям экипажа, называемой FCOM (“Flight Crew Operating Manual”), которая предусматривает, в частности, следование указаниям различных контрольных карт, фазам посадки и взлета и т.д.Thus, each factor contributes to the achievement of goals by using action plans, which may be in aviation procedures that determine the use of on-board devices in the crew’s instructions called the FCOM (“Flight Crew Operating Manual”), which includes, inter alia, following the instructions various control charts, landing and take-off phases, etc.

Со стороны пользователя (пилота) эти планы действий соответствуют умственному представлению, которое пилот составил ранее о записанных процедурах полета и которое меняется в зависимости от опыта.On the part of the user (pilot), these action plans correspond to the mental idea that the pilot made earlier about the recorded flight procedures and which varies depending on experience.

Как было упомянуто со ссылками на фиг.2, когнитивная архитектура основана на двух основных уровнях, т.е. на уровне входов-выходов и уровне обработки информации.As mentioned with reference to FIG. 2, cognitive architecture is based on two main levels, i.e. at the level of inputs and outputs and the level of information processing.

Факторы классифицированы по уровню (входы-выходы или обработка) и по типу (канал входов-выходов или система обработки).Factors are classified by level (I / O or processing) and by type (I / O channel or processing system).

На одном и том же уровне встречаются несколько типов факторов: на уровне входов-выходов различают факторы зрительного типа, факторы слухового типа и т.д., на уровне обработки различают факторы внимания, мнемонические факторы, факторы принятия решения и т.д.At the same level, several types of factors are encountered: at the input-output level, visual type factors, auditory type factors, etc. are distinguished; at the processing level, attention factors, mnemonic factors, decision factors, etc. are distinguished.

Как было указано выше, факторы характеризуются одной или несколькими ролями, видами ответственности и ресурсами.As indicated above, factors are characterized by one or more roles, types of responsibilities and resources.

В частности, роль фактора определяется по отношению к задаче или подзадаче, например, связанной с пилотированием транспортного средства, которую необходимо выполнить.In particular, the role of the factor is defined in relation to the task or subtask, for example, related to the piloting of the vehicle to be performed.

Виды ответственности фактора состоят в выполнении задачи или подзадачи, а используемые ресурсы обеспечивают реальное выполнение задачи или подзадачи.Types of responsibility of a factor consist in the fulfillment of a task or subtask, and the resources used provide the real fulfillment of the task or subtask.

Например, трехмерная сцена может быть представлена совокупностью факторов, каждый из которых несет отдельную характеристику сцены, такую как рельеф, структура. Структура соответствует сетке квадратов рельефа, которая может быть переменной или постоянной в зависимости от баз данных о местности, то есть можно иметь ячейки одинакового размера по всей сетке или ячейки разного размера по отображенным зонам рельефа, цветам и символике.For example, a three-dimensional scene can be represented by a combination of factors, each of which carries a separate characteristic of the scene, such as relief, structure. The structure corresponds to a grid of relief squares, which can be variable or constant depending on the terrain databases, that is, you can have cells of the same size throughout the grid or cells of different sizes according to the displayed relief zones, colors and symbols.

Так же как и факторы, ресурсы этих факторов классифицированы по уровню (входы-выходы или обработка) и по типу (каналы входов-выходов или система обработки).Like factors, the resources of these factors are classified by level (inputs / outputs or processing) and by type (input / output channels or processing system).

Например, рельеф вышеупомянутой трехмерной визуальной сцены, который может быть представлен одним фактором, может иметь разные ресурсы, которые используют для обнаружения и анализа долин, рек, лесов, дорог, сооружений и т.д. визуальной сцены.For example, the relief of the aforementioned three-dimensional visual scene, which can be represented by one factor, can have different resources that are used to detect and analyze valleys, rivers, forests, roads, structures, etc. visual scene.

Определение факторов когнитивной многофакторной модели производят согласно этапам вышеуказанного способа, которые осуществляют итеративно по двум подходам, одним из которых является подход сверху вниз, называемый “Top-Down”, и другим - подход снизу вверх, называемый “Bottom-Up”.The factors of the cognitive multifactor model are determined according to the steps of the above method, which are iteratively performed according to two approaches, one of which is a top-down approach called “Top-Down”, and the other is a bottom-up approach called “Bottom-Up”.

Подход “Top-Down” основан на знаниях о пилотах и об их манере использовать интерфейсные элементы кабины и облегчает классификацию по факторам.The “Top-Down” approach is based on knowledge about the pilots and their way of using the interface elements of the cockpit and facilitates classification by factors.

Подход “Bottom-Up” основан на интерфейсных элементах кабины и на видах визуальной индикации, которые группируют, чтобы более четко определять виды ответственности и факторы.The “Bottom-Up” approach is based on the interface elements of the cab and on the types of visual displays that group together to more clearly define the types of responsibilities and factors.

↓Top-Down↓ Top-Down

- 1. Идентификация задач- 1. Identification of tasks

- 2. Идентификация подсистем, используемых для выполнения каждой задачи- 2. Identification of the subsystems used to complete each task

- 3. Идентификация факторов внутри каждой подсистемы- 3. Identification of factors within each subsystem

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------

- Идентификация связей между факторами- Identification of relationships between factors

- Идентификация ресурсов каждого фактора- Identification of the resources of each factor

- Идентификация связей между ресурсами и другими факторами- Identification of links between resources and other factors

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------

- 3. Подбор по парам категорий и факторов- 3. Selection by pairs of categories and factors

- 2. Группировка ресурсов по категориям- 2. Grouping resources into categories

- 1. Идентификация ресурсов, связанных с элементами визуальной сцены- 1. Identification of resources associated with elements of the visual scene

Bottom-Up↑Bottom-up ↑

Моделирование кабины по этой когнитивной многофакторной модели позволяет определить элементы визуальной сцены на уровне мелкого дробления, который учитывает составные элементы каждого интерфейсного элемента (бортовые приборы), а именно информационные зоны этих интерфейсных элементов, а не каждый интерфейсный элемент в целом (уровень крупного дробления).Cabin modeling using this cognitive multifactor model allows us to determine the elements of the visual scene at the level of fine crushing, which takes into account the constituent elements of each interface element (on-board devices), namely the information zones of these interface elements, and not each interface element as a whole (level of large fragmentation).

В рамках этой модели определенные таким образом ресурсы факторов применяют для обработки интерфейсных элементов.Within the framework of this model, factor resources defined in this way are used to process interface elements.

Как правило, формализация пары пилот-кабина не заканчивается представлением отдельных объектов, а предполагает определение связей между этими объектами (фиг.2) путем организации объектов в виде таблиц 16, 18, содержащих ресурсы, факторы, факторы связи и планы как со стороны человека, так и со стороны технической системы. Необходимо отметить, что факторы связи позволяют определить прямые связи со специфическими ресурсами другого фактора. Без этих факторов связи можно связывать только факторы, но нельзя соединять ресурсы с факторами.As a rule, the formalization of a pair of pilot cockpit does not end with the presentation of individual objects, but involves the determination of the relationships between these objects (Fig. 2) by organizing objects in the form of tables 16, 18 containing resources, factors, communication factors and plans, both from the person so from the technical system. It should be noted that communication factors make it possible to determine direct connections with the specific resources of another factor. Without these coupling factors, only factors can be linked, but resources cannot be combined with factors.

На фиг.2 моделирование технической системы показано слева в виде моделирования интерфейсного элемента PFD 20, которое подробнее будет описано ниже, тогда как справа на фиг.2 показана архитектура когнитивного моделирования человеческого аспекта 22 на двух основных уровнях, т.е. на уровне 24 входов-выходов и на уровне 26, где происходит обработка информации.In Fig. 2, the modeling of the technical system is shown on the left as a simulation of the interface element PFD 20, which will be described in more detail below, while on the right in Fig. 2, the architecture of cognitive modeling of the human aspect 22 is shown at two main levels, i.e. at the level of 24 inputs and outputs and at level 26, where information is processed.

Каждый из этих двух уровней можно разбить на несколько подсистем, например на подсистемы зрения, слуха, языка и моторики для первого уровня и на подсистемы внимания, долгосрочного запоминания (LTM от “Long Term Memory”), рабочего запоминания (WM от “Work Memory”) и принятия решения (“Decision Making”) для второго уровня.Each of these two levels can be divided into several subsystems, for example, the subsystems of vision, hearing, language and motor skills for the first level and the subsystems of attention, long-term memory (LTM from “Long Term Memory”), working memory (WM from “Work Memory” ) and decision making (“Decision Making”) for the second level.

После разработки модели интерфейса на основании двух типов информации (информация, характеризующая интерфейсные элементы, и информация, характеризующая знания и поведение человека по использованию интерфейсных элементов) алгоритм на фиг.1 предусматривает этап Е2 сбора данных.After the development of the interface model based on two types of information (information characterizing the interface elements, and information characterizing the knowledge and behavior of a person on the use of interface elements), the algorithm in figure 1 provides for data collection step E2.

Во время этого этапа осуществляют сбор данных, которые характеризуют один или несколько видов человеческой деятельности (например, зрение, голос, движения рук и ног, кинестезия, физиологические проявления и реакции человеческого тела и т.д.), вовлеченных во взаимодействие пилота с интерфейсными элементами.During this stage, data is collected that characterize one or more types of human activity (for example, vision, voice, arm and leg movements, kinesthesia, physiological manifestations and reactions of the human body, etc.) involved in the pilot’s interaction with the interface elements .

Например, в данный момент пилот, с одной стороны, смотрит на зону интерфейсного элемента кабины, при этом информация обнаруживается окулометрическим прибором и автоматически вносится в базу данных результатов, и, с другой стороны, одновременно производит действие на ручку и/или на другие устройства, при этом соответствующая информация собирается системой видеозаписи или другой системой и тоже вносится в память.For example, at the moment, the pilot, on the one hand, looks at the area of the cockpit interface element, while the information is detected by the oculometric device and is automatically entered into the results database, and, on the other hand, simultaneously acts on the pen and / or other devices, however, the relevant information is collected by a video recording system or other system and is also stored.

Следует отметить, что в зависимости от характера рассматриваемого вида человеческой деятельности используют соответствующий прибор сбора данных (окулометрический прибор, видеокамеру, электродерматограф и т.д.).It should be noted that, depending on the nature of the type of human activity under consideration, they use the appropriate data acquisition device (oculometric device, video camera, electrodermatograph, etc.).

После получения этих данных на следующем этапе осуществляют их исследование (этап Е3), например, привлекая пилота или пилотов, которые были участниками опыта на этапе Е2.After receiving these data, at the next stage they are studied (stage E3), for example, by attracting a pilot or pilots who were participants in the experiment at stage E2.

Во время анализа полученных данных участник опыта изучает результаты и производит их интерпретацию, пытаясь определить, было ли действие, произведенное им в заданный момент опыта, правильным и было ли оно произведено в нужный момент.During the analysis of the obtained data, the participant of the experiment studies the results and interprets them, trying to determine whether the action performed by him at the given moment of the experiment was correct and whether it was performed at the right time.

В целом он детально исследует связь между получением информации/отсутствием информации и действием/отсутствием действия.In general, he examines in detail the relationship between obtaining information / lack of information and action / lack of action.

Во время интерпретации этих результатов участник опыта определяет, например, почему его взгляд проследовал по данному визуальному пути на одном или нескольких последовательных интерфейсных элементах и/или на одной или нескольких зонах одного интерфейсного элемента.During the interpretation of these results, the participant in the experiment determines, for example, why his gaze followed this visual path on one or more consecutive interface elements and / or on one or more zones of one interface element.

В зависимости от результатов этого анализа и от их интерпретации участником опыта и, в случае необходимости, другими экспертами в разных областях можно подтвердить рамки моделирования интерфейса пилот-кабина в том виде, как он был смоделирован, или скорректировать модель этого интерфейса.Depending on the results of this analysis and on their interpretation by a participant in the experience and, if necessary, other experts in different fields, it is possible to confirm the framework for modeling the pilot-cockpit interface as it was modeled, or to adjust the model of this interface.

Так, например, можно констатировать, что не хватает одного интерфейсного элемента, чтобы пилот мог выполнить свою задачу пилотирования, навигации или другую задачу, или не хватает навигационного интерфейсного элемента (дисплей и т.д.).So, for example, it can be stated that one interface element is missing so that the pilot can complete his piloting, navigation or other task, or there is not enough navigation interface element (display, etc.).

Можно также установить, что уровень дробления, использованный при разработке модели интерфейса, был слишком мелким и, следовательно, не может в достаточной степени отображать реальный контекст, или, наоборот, уровень дробления был слишком крупным и, следовательно, не позволяет получить достаточное количество необходимой информации, характеризующей этот контекст.It can also be established that the level of fragmentation used in the development of the interface model was too small and, therefore, could not adequately reflect the real context, or, conversely, the level of fragmentation was too large and, therefore, does not allow to obtain a sufficient amount of necessary information characterizing this context.

Интерпретация результатов опыта позволяет также выявить ошибки в работе интерфейсных элементов или в процедурах выполнения полета.Interpretation of the results of the experiment also allows identifying errors in the operation of interface elements or in flight procedures.

Это можно заметить после констатации значительной усталости и повышенного стрессового состояния участника опыта. Таким образом, можно усовершенствовать модель взаимодействия в зависимости от результатов этапа Е3.This can be seen after stating significant fatigue and increased stressful state of the participant in the experiment. Thus, it is possible to improve the interaction model depending on the results of stage E3.

Таким образом, используют итеративный метод, возвращаясь, как показано на фиг.1а, от этапа Е4 к этапу Е1, до получения требуемой модели взаимодействия, которая будет максимально отображать окружающую среду на борту самолета.Thus, the iterative method is used, returning, as shown in FIG. 1a, from step E4 to step E1, to obtain the desired interaction model that will maximize the display of the environment on board the aircraft.

После определения модели интерфейса при помощи предлагаемого способа, в соответствии с поставленными целями, подтвержденную модель можно использовать для обучения будущих пилотов на полетном тренажере или для усовершенствования интерфейсов, смоделированных при помощи системы (расположение, последовательность сбора информации, пространственная избыточность и разнообразие и т.д.).After determining the interface model using the proposed method, in accordance with the goals, the confirmed model can be used to train future pilots on a flight simulator or to improve interfaces simulated by the system (location, sequence of information collection, spatial redundancy and diversity, etc. .).

На фиг.1b показана система 30 определения модели, в соответствии с настоящим изобретением, характеризующая взаимодействие между пользователем 32 и интерфейсными элементами 34. Эта система содержит компьютер 36, имеющий входы-выходы для взаимодействия с пользователем 32 и интерфейсными элементами 34, а также с прибором 38 сбора данных (например, окулометрическим прибором), который передает в компьютер 36 собранные данные, предназначенные для анализа.1b shows a model determination system 30, in accordance with the present invention, characterizing the interaction between user 32 and interface elements 34. This system includes a computer 36 having inputs / outputs for interacting with user 32 and interface elements 34, as well as with the device 38 data collection (for example, oculometric device), which transmits to the computer 36 collected data intended for analysis.

Алгоритм, то есть последовательность операций на фиг.3, показывает более детально этапы алгоритма на фиг.2 и более четко выделяет симметричную формализацию пары пилот-кабина.The algorithm, that is, the sequence of operations in figure 3, shows in more detail the steps of the algorithm in figure 2 and more clearly identifies the symmetrical formalization of the pair of pilot cockpit.

Разработка модели интерфейса со стороны технической системы начинается с первого этапа Е10, на котором устанавливают связь между процедурами полета, определенными в инструкции FCOM, и интерфейсными элементами кабины (бортовыми приборами, такими как PFD, ND …), с которыми пилот (PF) или второй пилот (PNF) должен сверяться по каждому действию, описанному в соответствующей процедуре выполнения полета.The development of the interface model from the side of the technical system begins with the first stage E10, where the connection is established between the flight procedures defined in the FCOM instruction and the cabin interface elements (on-board devices such as PFD, ND ...) with which the pilot (PF) or the second the pilot (PNF) must be verified for each action described in the appropriate flight procedure.

Среди этих процедур можно указать процедуру взлета (“take off”), процедуру полета на крейсерской скорости (“cruise”), процедуру подготовки к снижению (“descent preparation”), процедуру снижения (“descent”), процедуру грубого захода на посадку (“non-precision approach”) и процедуру посадки (“landing”).Among these procedures, you can specify a take-off procedure, a cruise flight procedure, a descent preparation procedure, a descent procedure, a rough approach procedure ( “Non-precision approach”) and the landing procedure.

Связывая соответствующие бортовые приборы с каждым действием, описанным в процедуре полета при наборе высоты (“climb”) инструкции по пилотированию Airbus A340, получают таблицу (фиг.4), где показано, что пилот должен проверить показания прибора, называемого FCU (“Flight Control Unit”), панели GS в режиме установки значения SET и прибора PFD главной панели IP в режиме CHECK, чтобы прочитать показания BARO ref. (барометрический контроль).By associating the corresponding on-board instruments with each action described in the “climb” flight procedure for the Airbus A340 piloting instructions, a table (Fig. 4) is shown showing that the pilot must check the readings of an instrument called FCU (“Flight Control” Unit ”), the GS panel in SET mode and the PFD of the main IP panel in CHECK mode to read the BARO ref. (barometric control).

Точно так же во время набора высоты пилот должен проверить показания прибора PFD главной панели для получения информации о скорости и высоте, а также о положении самолета.Similarly, during climb, the pilot must check the PFD on the main panel for speed and altitude information as well as aircraft position.

После установления связи между процедурами полета и соответствующими интерфейсными элементами кабины алгоритм на фиг.3 предусматривает следующий этап Е12, во время которого производят идентификацию информационных зон каждого интерфейсного элемента кабины, а также определение функций, выполняемых этими зонами.After establishing a connection between the flight procedures and the corresponding cabin interface elements, the algorithm in FIG. 3 provides for the next step E12, during which the information zones of each cabin interface element are identified and the functions performed by these zones are determined.

Например, идентифицируют различные информационные зоны на главном дисплейном интерфейсном элементе PFD (“Primary Flight Display”), показанном на фиг.5.For example, various information zones are identified on the PFD (“Primary Flight Display”) main display interface element shown in FIG.

Фиг.5 разделена на две части: в левой части показан интерфейсный элемент PFD, а в правой части идентифицированы информационные зоны этого интерфейсного элемента, а также их местоположение на этом элементе.Figure 5 is divided into two parts: the left part shows the PFD interface element, and the right part identifies the information zones of this interface element, as well as their location on this element.

В правой части на фиг.5 показаны девять информационных зон, обозначенных цифрами 1-9, которые в дальнейшем будут обозначаться позициями Z1-Z9.In the right part of Fig. 5, nine information zones are shown, indicated by the numbers 1-9, which will be further denoted by the positions Z1-Z9.

После идентификации зон каждого интерфейсного элемента на следующем этапе Е14 осуществляют определение ролей и видов ответственности (функции разных зон с учетом задач и подзадач, связанных с пилотированием самолета, в которых используется каждый интерфейсный элемент). На основании определения ролей и видов ответственности зон можно определить факторы когнитивной многофакторной модели.After identifying the zones of each interface element, at the next stage E14, roles and responsibilities are determined (functions of different zones taking into account the tasks and subtasks associated with piloting the aircraft in which each interface element is used). Based on the definition of the roles and types of responsibility of the zones, it is possible to determine the factors of the cognitive multifactor model.

Например, для интерфейсного элемента PFD различают три фундаментальные задачи, которыми являются пилотирование самолета (Т1), навигация (Т2) и соблюдение мер безопасности для удержания самолета в области полета (Т3).For example, for the PFD interface element, three fundamental tasks are distinguished, which are piloting an airplane (T1), navigation (T2), and adhering to security measures to keep the airplane in the flight area (T3).

Внутри каждой из этих задач можно определить более точные подзадачи:Within each of these tasks, more precise subtasks can be defined:

указать значения параметров самолета (Т11);indicate the values of the parameters of the aircraft (T11);

указать значения или выбранные точки (от FMGS: “Flight Management and Guidance System”) (Т12);indicate values or selected points (from FMGS: “Flight Management and Guidance System”) (T12);

указать тенденции полета (Т13);indicate flight trends (T13);

дать показания радионавигационных приборов и FMGS (Т21);give testimony of radio navigation devices and FMGS (T21);

обеспечить легкое отслеживание показаний, выдаваемых прибором FMGS (Т22);to provide easy tracking of the indications given by the FMGS device (T22);

представить границы области полета (Т31);imagine the boundaries of the flight area (T31);

включить сигнализацию (Т32).turn on the alarm (T32).

После определения этих задач и подзадач осуществляют определение роли и видов ответственности разных зон каждого интерфейсного элемента и, например, PFD.After determining these tasks and subtasks, the role and types of responsibility of different zones of each interface element and, for example, PFD, are determined.

На фиг.6 в таблице идентифицированы и показаны различные функции или виды ответственности ранее идентифицированных зон.6, the table identifies and shows various functions or responsibilities of previously identified zones.

На фиг.6 показана зона Z1, называемая “FMA” (“Flight Mode Annunciator”), на основании которой можно идентифицировать четыре подзоны, которые поставляют информацию о режиме пилотирования, например режиме автоматического пилотирования, и о радионавигации.6 shows a Z1 zone called “FMA” (“Flight Mode Annunciator”), based on which four subzones can be identified that provide information about the pilot mode, for example, automatic pilot mode, and radio navigation.

Зона Z2, называемая “VA”, поставляет информацию о скорости воздуха и может быть разбита на две подзоны.Zone Z2, called “VA”, provides air speed information and can be divided into two subzones.

Зона Z3, называемая “AA”, которая может быть разбита на две подзоны, поставляет информацию о поведении самолета (тангаж, положение самолета в воздухе, крен, управление, ручка …).Zone Z3, called “AA”, which can be divided into two subzones, provides information about the behavior of the aircraft (pitch, position of the aircraft in the air, roll, control, handle ...).

Зона Z4, называемая “A/Vv”, которая может быть разбита на три подзоны, служит высотомером и поставляет информацию о вертикальной скорости самолета.Zone Z4, called “A / Vv”, which can be divided into three subzones, serves as an altimeter and provides information about the vertical speed of the aircraft.

Зона Z5, называемая “ILS-GS” (ILS от “Instrument Landing System” и GS от “Glide Slope”), поставляет информацию о вертикальном положении системы посадки по приборам ILS по отношению к углу глиссады GS.The Z5 zone, called “ILS-GS” (ILS from “Instrument Landing System” and GS from “Glide Slope”), provides information on the vertical position of the landing system for ILS instruments in relation to the angle of the GS glide path.

Зона Z6, называемая “ILS-Loc”, поставляет информацию о горизонтальном положении ILS по отношению к посадочному маяку (“localizer”).Zone Z6, called “ILS-Loc,” provides information on the horizontal position of the ILS in relation to the landing beacon (“localizer”).

Зона Z7, называемая “M/I”, поставляет информацию о числе Маха самолета и навигационную информацию.Zone Z7, called “M / I,” provides aircraft Mach information and navigation information.

Зона Z8, называемая “Н/Т” (“heading/track zone”), поставляет информацию о направлении и о курсе самолета.The Z8 zone, called “heading / track zone”, provides direction and heading information.

Наконец, зона Z9, называемая “Ref/Alt”, поставляет информацию о высотомерной ориентировке.Finally, zone Z9, called “Ref / Alt,” provides altimeter orientation information.

Следует отметить, что название зоны заменяет определение роли фактора, которая будет определена в дальнейшем.It should be noted that the name of the zone replaces the definition of the role of the factor, which will be determined in the future.

При помощи таблицы на фиг.6 и определения задач и подзадач во время следующего этапа Е16 можно определить когнитивные факторы, позволяющие построить когнитивную модель в соответствии с критериями, связанными с пилотированием и с навигацией.Using the table in FIG. 6 and defining tasks and subtasks during the next step E16, it is possible to determine cognitive factors that make it possible to construct a cognitive model in accordance with the criteria associated with piloting and navigation.

Если вернуться к примеру моделирования интерфейсного элемента PFD, то определяют когнитивные факторы, которые позволяют описать когнитивные процессы использования различных зон интерфейсного элемента PFD (фиг.7).If we return to the example of modeling the PFD interface element, then cognitive factors are determined that allow us to describe the cognitive processes of using different zones of the PFD interface element (Fig. 7).

Определяют факторы, связанные с анализом вертикального перемещения (высота, V/S), с анализом горизонтального перемещения (скорость и курс), с анализом положения самолета А/С, с отслеживанием команд FMGS, с ориентировкой/ILS, с FMA, с цветовым кодом и с сигнализацией.Factors associated with the analysis of vertical movement (altitude, V / S), with the analysis of horizontal movement (speed and course), with the analysis of the position of the aircraft A / C, with tracking commands FMGS, with orientation / ILS, with FMA, with a color code are determined and with an alarm.

Как указано в колонке «Виды ответственности Фактор», например, ролью фактора А1 является анализ вертикального перемещения самолета с использованием параметров высоты и вертикальной скорости, и для выполнения этой роли он отвечает за значения вертикальных параметров и за символы этих параметров.As indicated in the column “Types of Responsibility Factor”, for example, the role of factor A1 is the analysis of the vertical movement of the aircraft using the altitude and vertical speed parameters, and for this role it is responsible for the values of the vertical parameters and for the symbols of these parameters.

Для выполнения этой роли фактор А1 опирается на четыре когнитивных ресурса, связанных с ответственностью за значения вертикальных параметров, с одной стороны, и на два когнитивных ресурса, связанных с ответственностью за символику, с другой стороны. Это позволяет фактору выполнять задачи, в основном связанные с пилотированием самолета (Т11 и Т12), которые находятся в зоне Z4 интерфейсного элемента PFD.To fulfill this role, factor A1 is based on four cognitive resources related to responsibility for the values of vertical parameters, on the one hand, and two cognitive resources related to responsibility for symbolism, on the other hand. This allows the factor to perform tasks mainly related to piloting the aircraft (T11 and T12), which are located in zone Z4 of the PFD interface element.

На следующем этапе Е18 осуществляют идентификацию входов и выходов системы по отношению к контексту использования, то есть идентифицируют информацию, поставляемую системой (интерфейсные элементы, такие как PFD) в данный момент, по отношению к данной ситуации использования, такой как взлет или набор высоты.In the next step E18, the system inputs and outputs are identified with respect to the context of use, that is, the information supplied by the system (interface elements such as PFD) at the moment is identified with respect to the current situation of use, such as take-off or climb.

Во время следующего этапа Е20 алгоритма идентифицируют информацию системы (например, интерфейсного элемента PFD) на уровне обработки.During the next step E20 of the algorithm, system information (e.g., PFD interface element) is identified at the processing level.

На фиг.8 детально показано получение Таблиц 16 и 18 на фиг.2, согласно структуре «план, фактор связи, фактор и ресурсы», как со стороны технической системы, так и со стороны человека, в рамках контроля высоты по отношению к прибору PFD.Fig. 8 shows in detail the receipt of Tables 16 and 18 in Fig. 2, according to the structure "plan, communication factor, factor and resources", both from the technical system and from the human side, as part of the height control with respect to the PFD device .

Так, со стороны технической системы (Таблица 18) в рамках плана, относящегося к процедуре набора высоты (“CLIMB”) (фиг.4), определяют, что применяемыми ресурсами являются зоны Z4 и Z9 прибора PFD (фиг.7), фактором является фактор А1 прибора PFD, и фактором связи является фактор А3 бортовых приборов “EFIS” (“Electric Flight Instrument System”).So, on the part of the technical system (Table 18), within the framework of the plan related to the climb procedure (“CLIMB”) (Fig. 4), it is determined that the resources used are zones Z4 and Z9 of the PFD device (Fig. 7), the factor is factor A1 of the PFD instrument, and the communication factor is factor A3 of the on-board instruments “EFIS” (“Electric Flight Instrument System”).

Таблица 16 (сторона человека) будет описана ниже.Table 16 (human side) will be described below.

Параллельно с действиями, которые были описаны во время этапов Е10-Е20, устанавливают модель взаимодействия со стороны человека, согласно этапам Е22-Е28, которые будут описаны ниже.In parallel with the actions that were described during steps E10-E20, a model of human interaction is established, according to steps E22-E28, which will be described below.

Информацию человеческого аспекта получают, например, в ходе бесед с экспертами по пилотированию или по процедурам полета. В ходе этих бесед, описывающих заданные ситуации (то есть использование приборов, которые выдают информацию в двух измерениях, например ND, PFD, по отношению к использованию прибора, который мог бы выдать эту же информацию непосредственно в трех измерениях), экспертов просят указать действия, которые они могли бы предпринять, предполагаемые проверки, информацию, в которой у них могла бы возникнуть необходимость, и т.д.Information on the human aspect is obtained, for example, during interviews with experts on piloting or on flight procedures. During these conversations describing given situations (that is, the use of devices that provide information in two dimensions, for example ND, PFD, in relation to the use of a device that could give the same information directly in three dimensions), experts are asked to indicate the actions, which they could undertake, prospective checks, information that they might need, etc.

Во время первого этапа Е22 на уровне входов-выходов модели интерфейса со стороны человека предусмотрена идентификация особенностей взаимодействия с технической системой, например, каналов входов-выходов, которыми являются человеческое зрение, человеческий голос, слух, кинестезия и т.д.During the first stage E22 at the input-output level of the model of the interface on the human side, identification of the features of interaction with the technical system is provided, for example, input-output channels, which are human vision, human voice, hearing, kinesthesia, etc.

Во время этого же этапа производят также идентификацию ресурсов, необходимых для осуществления соответствующего действия, то есть, например, восприятия (обозрения) информации о положении самолета, поставляемой соответствующей зоной интерфейсного элемента PFD, прослушивания звукового сигнала (“call-out”) «ЗЕМЛЯ», означающего, что самолет находится за пределами зоны безопасности по отношению к земле, то есть слишком низко, воздействия на ручку или увеличения газа.During the same stage, the resources necessary to carry out the corresponding action are also identified, that is, for example, perceiving (viewing) information about the position of the aircraft supplied by the corresponding zone of the PFD interface element, listening to the sound signal (“call-out”) “EARTH” , meaning that the aircraft is outside the safety zone with respect to the ground, that is, too low, the impact on the handle or an increase in gas.

Следует отметить, что факультативно можно также ограничиться уровнем входов-выходов в ограниченных ситуациях использования, таких как взлет. Речь идет о выборке по отношению к фазам полета, то есть по отношению к специфическим процедурам или разделам процедур. Можно углубиться в эти специфические фазы, исследуя их реализацию в тяжелых условиях: плохая погода, неисправность двигателя, сбои в получении информации, стресс или усталость пользователя.It should be noted that, optionally, you can also limit the level of inputs and outputs in limited use situations, such as take-off. This is a sample in relation to the phases of the flight, that is, in relation to specific procedures or sections of procedures. You can delve into these specific phases by examining their implementation in harsh conditions: bad weather, engine malfunction, failure to receive information, stress or fatigue of the user.

Во время следующего этапа Е24 предусмотрена идентификация разнообразных взаимодействий на уровне входов-выходов когнитивной человеческой модели, то есть взаимодействий между различными каналами (зрение, слух …).During the next stage E24, identification of various interactions is provided at the level of inputs and outputs of the cognitive human model, that is, interactions between different channels (vision, hearing ...).

Например, идентифицируют взаимодействия между различными ранее идентифицированными особенностями на основании случаев, описанных в ходе бесед, таких как случай, в котором информацию о положении самолета воспринимают на рассматриваемом интерфейсном элементе, слышат звуковой тревожный сигнал и подают ручку на себя.For example, interactions between various previously identified features are identified on the basis of cases described during conversations, such as the case in which information about the position of the aircraft is received on the interface element in question, an audible alarm is heard and the pen is applied to itself.

Во время следующего этапа Е26 определяют уровень обработки когнитивной модели со стороны человека.During the next step E26, the level of processing of the cognitive model by the person is determined.

Для этого, с одной стороны, предусматривают идентификацию действий, предпринимаемых пилотом, и/или принимаемых решений, которые оказываются особенно трудными или сложными в осуществлении по отношению к моделированию, произведенному со стороны технической системы, и, с другой стороны, выдвигают гипотезы о произведенной обработке этих чувствительных или сложных частей.For this, on the one hand, it is necessary to identify actions taken by the pilot and / or decisions made that are especially difficult or difficult to implement in relation to the modeling performed by the technical system, and, on the other hand, put forward hypotheses about the processing these sensitive or complex parts.

Например, предполагают, что пользователь примет правильное решение относительно визуальной или звуковой информации, которую ему предоставляют интерфейсные элементы технической системы в случае опасности столкновения.For example, it is assumed that the user will make the right decision regarding the visual or audio information that is provided to him by the interface elements of the technical system in the event of a collision.

Во время этого же этапа Е26 производят идентификацию обработки информации по различным ранее идентифицированным особенностям (каналы входов-выходов).During the same stage E26, information processing is identified by various previously identified features (input-output channels).

Для контроля за высотой полета самолета относительно прибора PFD сформирована таблица 16, характеризующая моделирование со стороны человека, соответствующая таблице 18 со стороны технической системы, на основании определенного плана, а именно использования PFD и пилотирования самолета.To control the flight altitude of the aircraft relative to the PFD, a table 16 has been generated that describes the modeling on the human side, corresponding to table 18 from the technical system, based on a specific plan, namely the use of PFD and piloting the aircraft.

В этой таблице определяют/идентифицируют используемые ресурсы на уровне входов-выходов и обработки.This table defines / identifies the resources used at the I / O and processing level.

Идентифицируют визуальные входы-выходы, а именно наблюдение за информацией о высоте полета, поставляемой прибором PFD, и соответствующую обработку, а именно рабочее запоминание (WM) и долгосрочное запоминание (LTM), а также принятие решения.Visual inputs and outputs are identified, namely monitoring the flight altitude information supplied by the PFD and the corresponding processing, namely working memorization (WM) and long-term memorization (LTM), as well as decision making.

Соответствующим фактором является «PFD», указанные ресурсы связаны с фактором «Соблюдение полетного плана».The relevant factor is “PFD”, the indicated resources are related to the “Compliance with the flight plan” factor.

Таким образом, симметрично получают когнитивную многофакторную модель пилот-кабина.Thus, a cognitive multi-factor model of a pilot cockpit is symmetrically obtained.

Следующий этап Е28 позволяет дополнить когнитивную человеческую модель и подтвердить ее при помощи эксперта в данной области (специалист по когнитивной психологии, по физиологии, языку).The next stage E28 allows you to complement the cognitive human model and confirm it with the help of an expert in this field (specialist in cognitive psychology, physiology, language).

Во время следующего этапа Е30 производят подтверждение модели, характеризующей пару «человек - техническая система» (пилот-кабина), при помощи экспертов в разных задействованных областях, т.е. экспертов по процедуре выполнения полета, экспертных пилотов, разработчиков и экспертов по человеческим факторам (эксперты по зрению, слуху, языку, кинестезии …).During the next stage of E30, a model is confirmed that characterizes the “man-technical system” pair (pilot cockpit), with the help of experts in various areas involved, i.e. flight operation experts, expert pilots, developers and human factors experts (vision, hearing, language, kinesthesia experts ...).

Следует отметить, что в факультативном варианте этапы Е28 и Е30 можно объединить.It should be noted that in an optional embodiment, steps E28 and E30 can be combined.

После разработки модели переходят на ранее описанный этап Е2, во время которого используют методы анализа человеческих факторов для сбора данных, отражающих соответствующие виды человеческой деятельности, при помощи протокола проведения опыта.After the development of the model, they proceed to the previously described stage E2, during which they use methods for analyzing human factors to collect data reflecting the corresponding types of human activity using the protocol of the experiment.

Так, можно использовать несколько методов анализа, которые уже были указаны выше, для получения визуальных данных, характеризующих путь взгляда пилота во времени на одном или нескольких интерфейсных элементах кабины (в частности, для отслеживания положения взгляда пилота от одной зоны интерфейсного элемента к другой зоне другого интерфейсного элемента), при помощи окулометрического прибора и получения при помощи бортовой видеосистемы видеоданных, характеризующих движения пилота, который действует на ручку, и/или звуковых данных, записанных при помощи прибора аудиозаписи.So, you can use several analysis methods that were already mentioned above to obtain visual data characterizing the path of the pilot’s gaze in time on one or more interface elements of the cockpit (in particular, to track the position of the pilot’s gaze from one zone of the interface element to another zone of another interface element), using an oculometric device and receiving, using the on-board video system, video data characterizing the movements of the pilot, which acts on the handle, and / or sound data, record data using an audio recorder.

Благодаря рамкам или модели, определенной во время предыдущих этапов, можно связать, например, два типа данных о человеческой деятельности (окулометрические данные и данные, относящиеся к моторике человеческого тела) при условии наличия общего носителя (базы данных) для сбора двух типов информации технического аспекта и человеческого аспекта.Thanks to the framework or model defined during the previous stages, for example, two types of data on human activity (oculometric data and data related to the motility of the human body) can be linked, provided that there is a common medium (database) for collecting two types of technical information and human aspect.

Необходимо отметить, что экспериментальные протоколы, на которых основаны различные оценки человеческих факторов, являются производными от ранее разработанной модели взаимодействия и также пополняют эту модель содержащимися в них результатами.It should be noted that the experimental protocols on which various estimates of human factors are based are derived from the previously developed interaction model and also supplement this model with the results contained in them.

Кроме того, необходимо отметить, что использование общего носителя для взаимосвязи методов и оценок обеспечивает когерентность, однородность и возможность отслеживания полученных данных.In addition, it should be noted that the use of a common medium for the interconnection of methods and estimates provides coherence, uniformity, and the ability to track received data.

В частности, окулометрический прибор 38 (фиг.1b) позволяет регистрировать положение взгляда пилота на визуальной сцене, а также отслеживать различные визуальные элементы, охватываемые взглядом пилота, на интерфейсных элементах кабины, а также на их визуальной окружающей среде.In particular, the oculometric device 38 (Fig. 1b) allows you to register the position of the pilot’s gaze in the visual scene, as well as to track various visual elements covered by the pilot’s gaze on the interface elements of the cockpit, as well as on their visual environment.

Окулометрический прибор содержит аналоговое устройство, т.е. окулометр, который регистрирует движения глаза пилота. Окулометр содержит три элемента: камеру, регистрирующую движения глаза, источник инфракрасного излучения, излучающий инфракрасный луч в глаз, и камеру, регистрирующую визуальную сцену, наблюдаемую пилотом.The oculometric device contains an analog device, i.e. an oculometer that records the movements of the pilot’s eye. The oculometer contains three elements: a camera that records eye movements, a source of infrared radiation that emits an infrared ray into the eye, and a camera that records a visual scene observed by the pilot.

Таким образом, видеоданные, полученные при помощи камеры, записывающей движения глаза, и видеоданные, полученные при помощи камеры, записывающей визуальную сцену, наблюдаемую пилотом, накладываются друг на друга, и положение взгляда пилота отображается в виде указателя (например, кружка или крестика), который перемещается по визуальной сцене.Thus, the video data obtained using the camera recording the eye movements and the video data obtained using the camera recording the visual scene observed by the pilot are superimposed on each other, and the position of the pilot’s gaze is displayed as a pointer (for example, a circle or a cross), which moves around the visual scene.

Использование только одного окулометра хотя и является достаточным для наружной визуальной среды, не дает достаточной точности, если необходимо регистрировать особенно мелкие детали на пути взгляда пилота, например при чтении текстов или считывании информации на специфических зонах экранов.The use of only one oculometer, although sufficient for an external visual environment, does not provide sufficient accuracy if it is necessary to register particularly small details in the way of the pilot's eye, for example, when reading texts or reading information on specific areas of screens.

Поэтому окулометр соединяют с генератором магнитного поля для обеспечения максимальной точности.Therefore, the oculometer is connected to a magnetic field generator to ensure maximum accuracy.

Генератор магнитного поля используют в качестве системы координат в трехмерном пространстве для улавливания положения головы пилота относительно координат различных поверхностей или плоскостей, образующих окружающую его реальную среду. Рассматриваемые поверхности и плоскости соответствуют экранам и панелям управления кабины, являющимся рассматриваемыми областями, которые можно разбить на указанные выше зоны и подзоны для каждого интерфейсного элемента.A magnetic field generator is used as a coordinate system in three-dimensional space to capture the position of the pilot’s head relative to the coordinates of various surfaces or planes that form its real environment. The considered surfaces and planes correspond to screens and control panels of the cabin, which are considered areas that can be divided into the above zones and subzones for each interface element.

Для анализа движений головы пилота используют генератор магнитного поля, а также приемное устройство, закрепленное на голове пилота, и эти элементы в комбинации с вышеуказанным аналоговым устройством (окулометром) позволяют добиться максимальной точности отображения положения взгляда пользователя на визуальной сцене.To analyze the movements of the pilot’s head, a magnetic field generator is used, as well as a receiver mounted on the pilot’s head, and these elements, in combination with the above-mentioned analog device (oculometer), allow to achieve maximum accuracy in displaying the user's gaze position on the visual scene.

В частности, приемное устройство, закрепленное на голове пилота, позволяет получить точное положение головы на трехмерной модели.In particular, the receiving device mounted on the pilot’s head allows you to get the exact position of the head on a three-dimensional model.

Расстояние между этим приемным устройством на голове и камерой, записывающей сцену, а также расстояние между приемным устройством на голове и глазами пилота вводится затем в трехмерную модель. Первое из вышеуказанных расстояний необходимо для осуществления настройки камеры относительно сцены, и второе расстояние необходимо для настройки аналогового устройства (окулометра).The distance between this receiver on the head and the camera recording the scene, as well as the distance between the receiver on the head and the pilot’s eyes, is then introduced into the three-dimensional model. The first of the above distances is necessary for adjusting the camera relative to the scene, and the second distance is necessary for adjusting the analog device (oculometer).

Следует отметить, что адаптация вышеуказанного окулометрического прибора к кабине для обеспечения максимальной точности в совокупности с комбинацией данных о положении головы пилота и данных о положении его взгляда учитывает геометрическое исследование кабины и исследование положения тела пилота.It should be noted that the adaptation of the aforementioned oculometric device to the cockpit to ensure maximum accuracy in combination with a combination of data on the position of the pilot’s head and data on the position of his gaze takes into account the geometric study of the cockpit and the study of the position of the pilot’s body.

Производя геометрическое исследование кабины, было обнаружено, что для установки генератора магнитного поля на кронштейне в кабине необходимо убедиться, что расстояние между генератором и всей металлической поверхностью является достаточно большим, чтобы свести к минимуму магнитные помехи, которые могут влиять на окулометрический прибор.Performing a geometric study of the cabin, it was found that to install the magnetic field generator on the bracket in the cabin, it is necessary to make sure that the distance between the generator and the entire metal surface is large enough to minimize magnetic interference that can affect the oculometer.

Кроме того, во время конфигурации различных элементов, образующих окулометрический прибор внутри кабины, было установлено, что расстояние между генератором магнитного поля и приемным устройством положения головы пилота должно быть строго меньше расстояния между приемным устройством положения головы пилота и всей металлической поверхностью для сведения к минимуму магнитных помех.In addition, during the configuration of the various elements forming the oculometric device inside the cockpit, it was found that the distance between the magnetic field generator and the pilot head position receiver should be strictly less than the distance between the pilot head position receiver and the entire metal surface to minimize magnetic interference.

Следует отметить, что исследование положения тела пилота позволяет определить границы объема его движения и, следовательно, расстояния между приемным устройством на голове и источником магнитного поля.It should be noted that the study of the position of the pilot’s body allows one to determine the boundaries of the volume of its movement and, consequently, the distance between the receiver on the head and the source of the magnetic field.

При помощи указанного окулометрического прибора можно очень точно регистрировать движения (поведение) глаз, такие как фиксирование, сканирование и отслеживание, которые характеризуют то, каким образом пилот смотрит на специфические элементы визуальной сцены (бортовые инструменты и визуальная внешняя среда). Составные элементы окулометрического прибора, а именно аналоговое устройство, генератор магнитного поля и шлем с приемным устройством для установки на голове, поставляются компанией Senso-Motric Instruments GmbH, Вартенштрассе 21, Д-14513 Тельтов, Германия.Using the indicated oculometric device, it is possible to very accurately record eye movements (behavior), such as fixing, scanning, and tracking, which characterize how the pilot looks at specific elements of the visual scene (airborne instruments and the visual environment). Components of the oculometric device, namely, an analog device, a magnetic field generator, and a helmet with a receiver for mounting on the head, are supplied by Senso-Motric Instruments GmbH, Wartenstrasse 21, D-14513 Telt, Germany.

Как было указано выше, во время этапа Е3, который следует за этапом сбора данных, эти данные анализируются с участием одного или нескольких участников опыта (пилот) для проверки когерентности и надежности результатов опыта.As mentioned above, during stage E3, which follows the stage of data collection, this data is analyzed with the participation of one or more participants in the experiment (pilot) to verify the coherence and reliability of the results of the experiment.

Согласно примеру, взятому из области вождения автомобиля (настоящее изобретение можно применять и в других областях кроме авиации), используя окулометр в учебном автомобиле автошколы, инструктор и ученик после завершения курса обучения, просмотрев видеоданные, записанные при помощи окулометра, могут лучше понять, почему ученик не посмотрел в зеркало заднего вида перед поворотом.According to an example taken from the field of driving a car (the present invention can also be applied in other fields except aviation), using an oculometer in a driving school vehicle, an instructor and a student after completing the course of study, watching the video data recorded with the help of an oculometer, can better understand why the student did not look in the rearview mirror before turning.

Все данные, полученные во время этапа Е2, проанализированные и интерпретированные во время этапа Е3, после этого подтверждаются на первом коллективном внутриведомственном уровне экспертами в данной области (например, экспертами пилотирования в области авиации) и затем подтверждаются на коллективном межведомственном уровне экспертами в разных областях (экспертами по человеческому фактору, инженерами, пилотами), чтобы эти данные могли подтвердить все задействованные участники.All data obtained during stage E2, analyzed and interpreted during stage E3, are then confirmed at the first collective interdepartmental level by experts in this field (for example, piloting experts in the field of aviation) and then confirmed at a collective interdepartmental level by experts in different areas ( human factor experts, engineers, pilots) so that all involved participants can confirm this data.

Таким образом, данные опыта уточняются и подтверждаются на трех уровнях: индивидуальный уровень, внутриведомственный уровень и межведомственный уровень.Thus, the experience data are refined and confirmed at three levels: the individual level, the interdepartmental level and the interdepartmental level.

Это подтверждение экспертами позволяет вернуться к определению рамок, определенных на первых этапах (разработка когнитивной многофакторной модели), и скорректировать и усовершенствовать модель в зависимости от результатов опытов и от их интерпретации экспертами.This confirmation by experts allows us to return to the definition of the framework defined in the first stages (development of a cognitive multivariate model), and to adjust and improve the model depending on the results of experiments and on their interpretation by experts.

После подтверждения модели можно определить возможные усовершенствования интерфейсных элементов пилот-кабина, процедур использования этих элементов (например, процедуры выполнения полета) или использовать эту модель для обучения пилота по использованию интерфейсных элементов кабины.After confirming the model, you can identify possible improvements to the pilot cockpit interface elements, procedures for using these elements (for example, flight procedures), or use this model to train the pilot in the use of cockpit interface elements.

Например, способ, в соответствии с настоящим изобретением, позволяет определить, в какой момент должна быть использована дисплейная система, установленная по высоте над головой пилота (“Head Up Display”), чтобы это использование было оптимальным. Способ, в соответствии с настоящим изобретением, позволяет также определить, действительно ли такая дисплейная система используется пилотом на данном типе транспортного средства.For example, the method in accordance with the present invention makes it possible to determine at what point the display system should be used, set in height above the pilot’s head (“Head Up Display”), so that this use is optimal. The method, in accordance with the present invention, also allows you to determine whether such a display system is actually used by the pilot on this type of vehicle.

В другом примере способ, в соответствии с настоящим изобретением, позволяет установить, что пилот в уме строит визуальное трехмерное отображение положения его транспортного средства в пространстве, причем только на основе информации в двух измерениях, поступающей от бортовых приборов.In another example, the method in accordance with the present invention allows us to establish that the pilot in his mind constructs a three-dimensional visual display of the position of his vehicle in space, and only on the basis of information in two dimensions from on-board devices.

В этом случае способ, в соответствии с настоящим изобретением, может служить основой для разработки нового прибора, выдающего визуальное трехмерное отображение положения транспортного средства в пространстве.In this case, the method in accordance with the present invention can serve as the basis for the development of a new device that produces a three-dimensional visual display of the position of the vehicle in space.

Способ представляет особенный интерес для определения действительно полезной информации, которая поставляется интерфейсными элементами приборной доски.The method is of particular interest for determining truly useful information that is supplied by the interface elements of the dashboard.

Благодаря, в частности, сбору и анализу данных, например окулометрических данных, способ позволяет отделить информацию, необходимую для пользователя, от информации, которая не является в достаточной степени полезной или которая является избыточной.Due, in particular, to the collection and analysis of data, for example, oculometric data, the method allows you to separate the information necessary for the user from information that is not sufficiently useful or which is redundant.

Claims (14)

1. Способ определения модели интерфейса между пользователем и окружающей средой на борту транспортного средства, содержащий следующие этапы: осуществляют разработку (Е1) модели интерфейса на основании первого типа информации, характеризующей интерфейсные элементы транспортного средства, и второго типа информации, характеризующей знания, которыми обладает пользователь, по использованию интерфейсных элементов, собирают данные (Е2), характеризующие, по меньшей мере, один вид человеческой деятельности, который задействован во время взаимодействия между пользователем и интерфейсными элементами, при этом сбор этих данных осуществляют при помощи, по меньшей мере, одного прибора сбора данных; анализируют (Е3) полученные данные, корректируют (Е4) модель интерфейса в зависимости от анализа данных, отличающийся тем, что два типа информации: первый тип информации технического порядка и второй тип информации, связанный с человеческим фактором, поступают в одинаковой конфигурации в динамическую базу данных, имеющую симметричную структуру «пользователь - техническая система».1. A method for determining an interface model between a user and the environment on board a vehicle, comprising the steps of: developing (E1) an interface model based on the first type of information characterizing the vehicle's interface elements and the second type of information characterizing the knowledge the user has , on the use of interface elements, collect data (E2) characterizing at least one type of human activity that is involved during the inter actions between the user and the interface elements, while the collection of this data is carried out using at least one data acquisition device; analyze (E3) the received data, adjust (E4) the model of the interface depending on the data analysis, characterized in that two types of information: the first type of information of a technical order and the second type of information associated with the human factor, arrive in the same configuration in a dynamic database having a symmetric structure "user - technical system". 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что информацию обоих типов конфигурируют по одинаковой когнитивной многофакторной модели.2. The method according to claim 1, characterized in that the information of both types is configured according to the same cognitive multifactor model. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для конфигурации информации первого типа по когнитивной многофакторной модели устанавливают связь между процедурами использования транспортного средства и интерфейсными элементами транспортного средства.3. The method according to claim 2, characterized in that for the configuration of the first type of information using a cognitive multifactor model, a connection is established between the procedures for using the vehicle and the interface elements of the vehicle. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что для конфигурации информации первого типа по многофакторной когнитивной модели осуществляют идентификацию функциональных зон на каждом рассматриваемом интерфейсном элементе.4. The method according to claim 2, characterized in that for the configuration of information of the first type according to a multifactorial cognitive model, functional zones are identified on each interface element under consideration. 5. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что на этапе конфигурации информации первого типа по многофакторной когнитивной модели для каждого интерфейсного элемента: определяют задачи, связанные с использованием транспортного средства и выполняемые интерфейсным элементом, определяют факторы когнитивной многофакторной модели относительно определенных задач, устанавливают связь между определенными факторами когнитивной модели и идентифицируемыми функциональными зонами интерфейсного элемента.5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that at the stage of configuration of the first type of information on a multi-factor cognitive model for each interface element: determine the tasks associated with the use of the vehicle and performed by the interface element, determine the factors of the cognitive multi-factor model relative to certain tasks, establish a relationship between certain factors of the cognitive model and identifiable functional areas of the interface element. 6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве выбранного вида человеческой деятельности, задействованного во время взаимодействия между пользователем и интерфейсными элементами, выбирают зрительную деятельность, голосовую деятельность, слуховую деятельность, моторику, физиологические проявления и реакции человеческого тела.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that, as the selected type of human activity involved during the interaction between the user and the interface elements, visual activity, voice activity, auditory activity, motility, physiological manifestations and human reactions are selected body. 7. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве прибора сбора данных используют окулометрический прибор, регистрирующий зрительные данные, характеризующие визуальное наблюдение интерфейсных элементов пользователем.7. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an oculometric device that records visual data characterizing visual observation of interface elements by a user is used as a data acquisition device. 8. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что интерфейсными элементами являются бортовые приборы кабины самолета.8. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the interface elements are on-board devices of the aircraft cabin. 9. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что интерфейсными элементами являются приборы приборного щитка автомобиля.9. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the interface elements are automobile dashboard devices. 10. Использование модели взаимодействия определенным способом по любому из пп.1-9 для проектирования одного или нескольких интерфейсных элементов или их расположения.10. Using the interaction model in a certain way according to any one of claims 1 to 9 for designing one or more interface elements or their location. 11. Использование модели взаимодействия определенным способом по любому из пп.1-9 для оценки одного или нескольких интерфейсных элементов.11. Using the interaction model in a certain way according to any one of claims 1 to 9 for evaluating one or more interface elements. 12. Использование модели взаимодействия определенным способом по любому из пп.1-9 для изменения процедуры использования транспортного средства.12. Using the interaction model in a certain way according to any one of claims 1 to 9 to change the procedure for using the vehicle. 13. Использование модели взаимодействия определенным способом по любому из пп.1-9 для обучения пилота.13. The use of the interaction model in a certain way according to any one of claims 1 to 9 for pilot training. 14. Система (30) определения модели интерфейса между пользователем и окружающей его средой на борту транспортного средства, отличающаяся тем, что содержит: средство (36) разработки модели на основании первого типа информации, характеризующей интерфейсные элементы транспортного средства, и второго типа информации, характеризующей знания, которыми обладает пользователь по использованию интерфейсных элементов, при этом два типа информации: первый тип информации технического порядка и второй тип информации, связанный с человеческим фактором, поступают в одинаковой конфигурации в динамическую базу данных, имеющую симметричную структуру «пользователь - техническая система», по меньшей мере, один прибор (38) для сбора данных, характеризующих, по меньшей мере, один вид человеческой деятельности, который задействован во время взаимодействия между пользователем и интерфейсными элементами, средство (36) анализа полученных данных, средство (36) корректировки модели интерфейса в зависимости от анализа данных. 14. The system (30) for determining the model of the interface between the user and his environment on board the vehicle, characterized in that it contains: means (36) for developing a model based on the first type of information characterizing the interface elements of the vehicle and the second type of information characterizing the knowledge that the user possesses on the use of interface elements, while there are two types of information: the first type of information of a technical order and the second type of information related to the human factor, at least one device (38) for collecting data characterizing at least one type of human activity that is involved in the interaction between the user is received in the same configuration in a dynamic database having a symmetric structure "user - technical system" and interface elements, means (36) for analyzing the received data, means (36) for adjusting the interface model depending on the data analysis.
RU2008106916/11A 2005-07-25 2006-07-12 Method and system to simulate interface between user and ambient medium aboard transport facility RU2423294C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0507894A FR2888967B1 (en) 2005-07-25 2005-07-25 METHOD AND SYSTEM FOR MODELING AN INTERFACE BETWEEN A USER AND ITS ENVIRONMENT ON BOARD A VEHICLE
FR0507894 2005-07-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008106916A RU2008106916A (en) 2009-09-10
RU2423294C2 true RU2423294C2 (en) 2011-07-10

Family

ID=36095781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008106916/11A RU2423294C2 (en) 2005-07-25 2006-07-12 Method and system to simulate interface between user and ambient medium aboard transport facility

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1915662A2 (en)
JP (1) JP5032476B2 (en)
CN (1) CN101351763B (en)
BR (1) BRPI0615543A2 (en)
CA (1) CA2615250C (en)
FR (1) FR2888967B1 (en)
RU (1) RU2423294C2 (en)
WO (1) WO2007012723A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605230C1 (en) * 2015-06-03 2016-12-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method of controlling spacecraft crew readiness to emergency situations and system for its implementation

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101830287B (en) * 2010-04-30 2013-02-13 西安理工大学 Call plate device for driver
CN102467596B (en) * 2010-11-15 2016-09-21 商业对象软件有限公司 Instrument board evaluator
FR2989181B1 (en) 2012-04-04 2015-03-27 Eurocopter France METHOD AND APPARATUS FOR ADAPTATION OF THE AIR-MACHINE INTERFACE OF AN AIRCRAFT ACCORDING TO THE LEVEL OF THE FUNCTIONAL STATE OF THE PILOT
US11151810B2 (en) * 2018-10-12 2021-10-19 Aurora Flight Sciences Corporation Adaptable vehicle monitoring system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8051102B2 (en) * 2002-07-26 2011-11-01 Levitronics, Inc. Data base and knowledge operating system
JP4122434B2 (en) * 2003-08-20 2008-07-23 独立行政法人産業技術総合研究所 Usability evaluation processing system using virtual users

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hayashi M ED - Institute of electrical and electronics engineers: "Hidden Markov models to identify pilot instrument scanning and attention patterns"; 2003 IEEE International conference on systems, man and cybernetics. NY oct.5-8, 2003, VOL.5 of 5. стр.2889-2896, ХР010668058. Goldberg J H et al: - "Computer interface evaluation using eye movements: methods and constructs"; International journal of industrial ergonomics, Elsevier, vol.24, no.6, October 1999, pages 631-645, XP002376232. Duric Z, Gray W.D., Heishman R, Li F, Schoelles M.J., Schunn C, Wechsler H: "Integrating perceptual and cognitive modeling for adaptive and intelligent human-computer interaction", proceeding of the IEEE, vol.90. 2002-07, стр.1272-1289, XP011065033. Pritchett A. R et al: "Examining air transportation safety issues through agent-based simulation incorporating human performance models", 21 DASC, Irvine, CA, oct.27-31, 2002, vol.1 of 2. conf.21, 27-10-2002, стр.46-58 ХР010616182. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605230C1 (en) * 2015-06-03 2016-12-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method of controlling spacecraft crew readiness to emergency situations and system for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
FR2888967B1 (en) 2008-05-09
CA2615250C (en) 2014-02-25
FR2888967A1 (en) 2007-01-26
CA2615250A1 (en) 2007-02-01
JP2009503664A (en) 2009-01-29
EP1915662A2 (en) 2008-04-30
RU2008106916A (en) 2009-09-10
BRPI0615543A2 (en) 2011-05-17
WO2007012723A8 (en) 2007-04-26
CN101351763A (en) 2009-01-21
JP5032476B2 (en) 2012-09-26
WO2007012723A2 (en) 2007-02-01
WO2007012723A3 (en) 2007-03-22
CN101351763B (en) 2015-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
McCarley et al. Human factors implications of UAVs in the national airspace
Stokes et al. Aviation displays
Harris Sr et al. Analytical techniques of pilot scanning behavior and their application
US8214183B2 (en) Process and system of modeling of an interface between a user and his environment aboard a vehicle
RU2423294C2 (en) Method and system to simulate interface between user and ambient medium aboard transport facility
Martins et al. Evaluation of a tunnel-in-the-sky head-up display design for curved approaches using eye-tracking
Lutnyk et al. FlyBrate: Evaluating Vibrotactile Cues for Simulated Flight
Blasch et al. Pilot interface considerations using high level information fusion
JP5166263B2 (en) A data processing method for the determination of visual motifs in visual scenes
Pritchett Human–Computer Interaction in Aerospace
Kirby et al. An analysis of helicopter pilot scan techniques while flying at low altitudes and high speed
Chittaluri Development and Evaluation of Cueing Symbology for Rotorcraft Operations in Degraded Visual Environment (DVE)
Landry Human-computer interaction in aerospace
RU2324982C2 (en) Air simulator
Kreitmair-Steck et al. Eurocopter research on pilot assistance for rotorcraft
Friedrich et al. Human–Machine Interface Design for Monitoring Safety Risks Associated with Operating Small Unmanned Aircraft Systems in Urban Areas. Aerospace 2021, 8, 71
Sheets et al. AVES: A data-driven approach for airman certification
Bass et al. In-Flight Advisor, Phase 1.
Kim Examining and explaining the effects of non-iconic conformal features in advanced head-up displays on pilot performance
Pschierer et al. Human factors analysis for a 2D enroute moving map application
Dubinsky et al. Advanced flight display for general aviation aircraft: A cost-effective means to enhance safety
Jump Prospective Sky Guides-Developing Future Pilot Vision Aids
Bolton et al. ARTICLE INFO ABSTRACT
Wanke et al. A graphical workstation based part-task flight simulator for preliminary rapid evaluation of advanced displays
Liu The highly-automated airplane: its impact on aviation safety and an analysis of training philosophy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180713