数字化工业系统中人机交互行为、复杂度与失误

数字化带来了人机交互的许多转变，分散控制集中化，控制器鼠标键盘化，信息传递网络化，信息呈现集中柔性化，纸质文档屏幕化。本项目力图从基础理论、实验验证和应用分析等三个层次，对数字化工业系统中人机交互的行为模式与机制、任务复杂度评价与人的失误机理等三个关键问题开展重点研究，着眼于底层的、微观的机制与模型。对于数字化工业系统，传统的比较宏观的人的可靠性分析方法难以反映由于数字化带来的人机交互集中化等引起的人因问题。因此只有从底层和微观的角度，才能更好地认识和表达人机交互的规律，从而能够建立数字化工业系统人的失误或可靠性的准确评估方法。拟应用认知心理学和人机交互的理论，结合认知架构模型和认知层次分析法，建立基于认知与决策的操作员人机交互绩效模型。综合各种复杂度理论和方法，并结合人机交互模式与机制的研究成果，发展新的复杂度评估方法。传统信息处理模型与认知心理学的决策理论相结合，研究人的失误机制。

总结人的认知机制与人的绩效模型，通过实证实验研究了认知风格和人格特征对操作规程的绩效影响。以数字化核电站控制室的应急响应规程的情境为例，研究和验证了基于眼动和心率变异率等心理生理指标的实时客观脑力负荷测量方法。通过对团队沟通进行文本分析和开发分层情境意识量表来测量团队情境意识。. 研究了基于认知任务分析和基于工作域分析的界面设计方法，并将其应用在数字化核电站界面设计中，并通过试验考察不同时间压力和不同任务复杂度下，不同界面分析和设计方法对最终操作绩效的影响。通过对人机交互过程中各个因素以及对人机界面的一般化的结构和内在因素的分析，提出一种对人机界面复杂度进行定量化的测量的方法。. 总结了人机交互界面相关人因工程标准和相关研究，通过实验深入研究了信息组织方式、呈现方式、触控技术和多屏幕系统的应用等人机交互元素对个体和团队操作绩效的影响，提出了一系列创新的数字化界面设计概念，包括告警画面和参数画面的集成设计、创新性告警界面设计以及支持团队的整合式数字化应急响应规程设计。尝试引入眼动技术对交互界面的有效性进行评估，为理解交互过程提供了更为客观的指标。基于对某核电系统的人因工程集成和确认案例，总结了对于此类复杂人机系统确认试验的准备、数据收集和数据处理分析的原则并给出了具体的分析例子和建议。. 对数字化工业系统中任务的复杂度重新进行概念构建，提出了一个理论框架。基于多认知资源理论提出一种新的任务复杂度测量方法—TC法，并在实验中将其与前人提出其他方法比较。通过调研79名核电站主控室操作员系统地比较了传统和数字化核电站中的复杂度因素。. 微博中信息的传播和用户对信息可信度的判断对公众安全有着重要意义。通过社会网络分析方法（SNA）分析大量微博数据，研究了个体的网络结构特征与其传播能力的关系，并确定了预测实际信息传播能力的最优网络结构特征，研究在微博中影响核电安全信息、公共安全和个人健康信息的可信度的因素，构建人们判断信息可信度的模型。. 已发表SCI检索论文6篇，EI论文12篇，有1本专著待出版，有10篇论文正接受评审，多篇论文还写撰写中。培养1名博士后、2名研究助理、7名博士生、16名硕士生和多位本科生。与上海核工程研究设计院等单位开展了应用研究与合作。