Beyond the Glass: How Human-Machine Interface Design Determines Cockpitאפקטיביות

השינוי ממנועי קיטור-גאג'ורים לקפה דיגיטלית מלאה הוא ככל הנראה השינוי הטרנספורמציי ביותר בתעופה מאז מנוע ה- סילון המשולבים הללו - תצוגות טיסה פרימיות (PFD), תצוגות ניווט (ND), ניטור מטוסים אלקטרוני מרכזי (ECAM), ו- מנוע חיפוש מערכות הגנה ומערכת תאורה (EICAS) - טיסה מאוחרת, מנוע, ומערכת הפעלה יעילה רק עם ממשק אנושי.

התפתחות מצגת מידע קוקר

כדי להבין מדוע עיצוב HMI חשוב כל כך היום, זה עוזר לבדוק כיצד טייסים קיבלו מידע לפני העידן הדיגיטלי. חתכים מסורתיים השתמשו בכל מכשיר אנלוגי ייעודי עבור כל פרמטר: אינדיקטור מהירות אוויר, אינדיקטור גישה, מהירות אנכית, אינדיקטורת הכותרת, ומדני המנוע.כל אחד מהם היה מיקום ספציפי, מבט ספציפי, ואופן כשל ספציפי.הטייס היה צריך לסרוק מעבר ללוח רחב, לשלב נתונים מנטלית, לפני לבדוק מה יש להסתכל הבא.

הדור הראשון של תא הטייסים, שהוצג במטוסים כמו בואינג 777 ומודלים המוקדמים של Airbus A320, החליף רבים ממדדים בודדים אלה עם תצוגות צינור קהודה-ריי (FLT:0Boeing 777FLT 175), שהוסמך ב-1995, השתמשו בשישה תצוגות גדולות שניתן לתקן את המידע, אך הציגו אתגרים חדשים: כיצד להציג ללא פיילוט מורכב, כדי להבטיח את האופן שבו ניתן לשנות את הנתונים הקריטיים, ולקבוע כיצד ניתן לזהות אותם באופן קריטי, כאשר הם יכולים לשנות את האופן שבו הם יכולים לשנות את התקפים בין הפיילוט בין המתקדמים בין המשתנים, כאשר הם קריטי, כאשר הם יכולים לשנות את האופן שבו הם יכולים לשנות את האופן שבו הם יכולים לשנות את האופן שבו הם יכולים להתנגשות, כאשר הם יכולים לשנות את האופן שבו הם יכולים להתנגשות, בין פיילוט, כאשר הם יכולים להתנגשות, כאשר הם יכולים להזיזו מחדש.

(ב) , למשל אלה ב-FLT:0) [השבחים E-Jet E-Jet E-Jet E2veFLT:1,FLT:2mbardier Global 7500sFLT 3, ופתרונות רטרו-fit מודרניים כגון FLT:4Gar G1000 NXiFLT:5 או FLT:6Howellus Primwellus, ו-FLT 7) , 000 , 000 , כולל מסך גבוה, או רזולוציה גבוהה, אפילו לא ניתן ל-FLT.

מדוע עיצוב HMI הוא הגורם הקריטי להצלחה של גלאס קוקר

יעילותו של תא זכוכית אינה נמדדת על ידי ספירת פיקסל או מהירות עיבוד.זה נמדדת על ידי כמה טוב היא תומכת במודל המנטלי של הטייס של המטוס וסביבתו. HMI הוא המתווך בין הנתונים הפנימיים של המטוס לבין קבלת ההחלטות של הטייס.אם המתווך מציג עמימות, lag, או התנהגות בלתי צפויה, מצב המודעות של הטייס סובל.

מחקר מראה כי HMIs תוכנן סביב FLT:0 ארגונומיה קוגניטיבית של ראטמבייט 1 להוביל לשיעורי שגיאה נמוכים יותר.לדוגמה, מחקר של מועצת הביטחון הלאומי של FLT:22 (NTSB) המחשה 3 על פני גישה ותאונות קרקעיות מצא כי מבלבל תצורה של תצורה ואזהרות גרועות תרם מספר רב של תאונות אוויריות (F) באופן ברור להתפרצות של טייס אוויר סטטית של טרנסג'נדר (R) ל-DVFTS) להתפרצות באופן ברור של חשפו בבירור את הנתונים הסטטיסרטיבית המשפט הסטטיסרטיים של [15].

לעומת זאת, HMIs מעוצב היטב יכול לעזור לטייסים להתאושש מגישות או כשלים בלתי שגרתיים יותר מהר.הכלה של FLT:0synthetic VisionFLT:1 (a 3D שטח ייצוג משולב עם סמל טיסה) הוכח לשיפור המודעות המכשול ולהפחית את הדיסאוריינטציה המרחבית, במיוחד בתנאי חוסר יכולת נמוכה.

עקרונות יסוד של HMI יעיל עבור גלאס קוקטס

קלרנס באמצעות סימפומטולוגיה עקבית וצבע Coding

כל סמל, צבע וגודל גופני על מסך זכוכית נושא משמעות.ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-אפקטיבי משתמש בשפה חזותית עקבית שמתאימה לדרכו של הטייסים, למשל, FLT:0כחול לשמים, חום לקרקע 1:1 על האינדיקטור היחס הוא אוניברסלי.אזהרות עוקבות צבע סטנדרטיות: אדום לתשומת לב מיידית (מלחמה), אמבר או צהובה בזהירות, לפעולה ירוקה, ואפקטית, עבור מידע ניטרלי, וגורם לבן, אפילו לכדי שינוי.

מעצבי HMI חייבים גם לנהל את ה-FLT:0 (cluttercioFLT:1 ; הצגת מידע רב מדי בבת אחת (למשל, מכ"ם מזג אוויר על ND נקי אחר) יכול להסתיר סימני נתיב טיסה קריטיים. HMIs מודרניים מאפשרים לטייסים להפטר או שכבת מידע על הביקוש, אבל ברירת המחדל צריך להיות מותאם לשלב הנפוץ ביותר של טיסה.

אינטגרציה לוגית ותהליכי זרימת עבודה

לדוגמה, פרמטרים של מנוע צריכים להופיע יחד, לא מפוזרים על פני מסכי ניווט נתונים צריך להיות קרוב דפי תוכנית הטיסה.ממשקי הבקרה - בין אם כפתורים, knobs או מסך מגע - צריך לעקוב אחר FLT:0 "Darkpit" 1 ; כאשר הכל נורמלי, אין צורך אורות או אינדיקטורים מגע - צריך לעקוב אחר FLT:0 "הקטנקסטרופה 1" 1 .

יתר על כן, ה-HMI חייב לא לכפות על טייסים לבצע התעמלות נפשית מורכבת.דוגמה היא תכנות של מחשב ניהול טיסה (FMC) אם כניסה לנקודות דרך דורש צלילה שלוש שכבות עמוק לתוך התפריט בעוד המטוס יורד, העיצוב נכשל.המערכות הטובות ביותר משתמשות קיצורי דרך, רכות, וקודות קוליות כדי למזער את הזמן הלמטה.

3. Immediate and Intuitive Feedback

כל קלט טייס צריך לייצר תגובה ברורה ומיידית.כאשר טייס מתאמת את הגובה בלוח הטייס האוטומטי, יעד הגובה צריך להשתנות על PFD מיד. אם כפתור הודעות הוא רשום, המערכת צריכה לספק משוב חזותי או haptic. עיכובים של אפילו כמה מאות אלפי שניות יכול לגרום לממשק להרגיש לא מגיב ולגרום לחשבונות כפולים או לא נכונים.

בנוסף, השימוש בכשלים במערכת.ה-ה-אי יעיל לא רק יציג הודעה אזהרה אלא גם מדגיש את הפרמטר המושפע (למשל מדד הלחץ של הנפט הופך לאדום) כך שהטייס יכול במהירות לחצות את ההיקף.ה-FLT:0EICASLACFLT:1 מערכות של בואינג ו-FLT:2ECAMFLT:3 ב- Airbus לספק הדרכה חלקה, אלא תיקון של רצף של החלמה ותיקון חלק מה הוא רצף של .

4.התמדה של מידע ביקורתי

ג'ק טחנות זכוכית הן חדות מטבען כי הן יכולות להציג את אותם נתונים מחיישנים מרובים.אבל undancy בעיצוב HMI פירושה יותר מאשר רק שני מסכים.זה אומר להציג פרמטרים קריטיים של טיסה בדרכים מרובות כך שאם אחד מהם מפספס, אחר זמין.לדוגמה, אינדיקטור מהירות אוויר יכול להיות מוצג כקריאה דיגיטלית, קלטת מסורתית, ומגמה מהירה אנכית ניתן להציג טקסט חזותי (קריב) טקסט חזותי ( ⁇ ).

עיקרון זה חל גם על סוג אחד של רמז:0 (הטייס צריך לראות את זה, לשמוע את זה, להרגיש את זה (באמצעות מקליד או מכשיר אחר tactile) אזהרה קריטית לא צריך להסתמך רק על סוג אחד של רמז אחד של 787 DreamlinerFLT 3 מנצל תצוגה ראש (HUD) כי מידע ראשוני על פני ה-FLT:2Boeing 787 DreamlinerFLT:3 מנצל תצוגה מקדימה של הטייסים.

הסתגלות והתאמה אישית

לאף אחד משני טייסים אין בדיוק את אותן ההעדפות, ותרחישים תפעוליים שונים דורשים הגדרות תצוגה שונות. HMI יעיל מאפשר התאמה סבירה ללא הפרת תקני בטיחות.לדוגמה, הטייסים עשויים להיות מסוגלים להחליט כיצד מפת הניווט שלהם מוכוונת (התרחשו מול צפון), כיצד ניתן לראות מעליות מזג האוויר, או אילו פרמטרים של מנוע מופיעים על הבר התחתון.

הסתגלות גם פירושה שהמערכת יכולה לשנות את התנהגותה בהתבסס על שלב הטיסה.במהלך השייט, ייתכן ש-HMI תציג נתונים מפורטים של מגמות מנוע; במהלך הגישה, עליה לדכא את העובדה ולהעדיף את ה-Sildeslope, flaps, וסימנים להילוך.

מטען קוגניטיבי ומודעות מצב: ה- Real Metrics

מאחורי כל עקרונות העיצוב הללו, הרעיון של FLT:0 ⁇ חומרת מטען: 1 (ג'ק ג'ק טקטים) יכול להציף טייסים עם נתונים, אבל העבודה של HMI היא להפוך את הנתונים למידע מעשי.עומס קוגניטיבי הוא כמות המאמץ המנטלי הנדרש כדי לעבד ולפרש מידע.עומס קוגניטיבי גבוה מוביל לשגיאות, במיוחד תחת לחץ זמן.

מחקר ציוני דרך של מרכז וולפ"ל:0 (Department of Transport Center Volpe Center) 1 של תחבורה בחן כיצד עיצובי HMI שונים השפיעו על ביצועי הטייס במהלך כשלי מנוע מדומים על ההמראה.התוצאות הראו כי HMIs עם נתונים ראשוניים וניווט משולבים (הנקרא "תמונה גדולה" פריסה) הפחיתו את הזמן לזהות את המנועים הכושלים ב-40% בהשוואה לממשקים הנדרשים להשוואה בין מדדים.

מודעות המצב - לדעת מה קורה סביב המטוס וחיזוי מה יקרה בהמשך - מושפע במידה שווה מה-HMI.FLT:0.7.1 מודל של שלוש דרגות של ENDLIFLT:1 (תפיסה, הבנה, הקרנה) מספק מסגרת שימושית.

  • ● התעלמות מהנתונים הגולמיים (אוויר מהיר, גובה, מזג אוויר).
  • הבחנת מה משמעות הנתונים (מהירות האוויר היא דעיכה, גובה נמוך מדי).
  • פרויקט המצב העתידי (אם זה יימשך, המטוס ייעמד).

עיצוב HMI מסכן יכול לשבור את השרשרת.לדוגמה, אם התראה בגובה הוא שקט מדי או קל מסוקרן על ידי צלילים אחרים, תפיסה נכשלת.אם התצוגה מציגה אזהרה רוחית, אך לא מעידה על תמרון הבריחה המומלצת, ההבנה אינה שלמה.אם נתיב הטיסה וקטור לא מוצג על PFD, הטייס לא יכול לתכנן היכן המטוס יהיה בתוך 10 שניות.

מחקרים: איפה עיצוב HMI עשה את ההבדל

בואינג 737 MAX: סיפור חיקוי על כישלון משוב

התאונות הכרוכות ב- Lion Air Flight 610 ו-אתיופית איירליינס טיסה 302 מיוחסות לעתים קרובות למערכת MCAS, אך ה-HMI מילא תפקיד מרכזי.טייסים לא קיבלו משוב ברור כי MCAS פועל, ולא הייתה דרך פשוטה להבין מדוע המטוס היה מארגן את האף-למטה.הממשק סיפק התראות מעורפלות (IAS DGREE) הדורשות בדיקה חוזרת של מספר תצוגות לא ידועות.

בתגובה, בואינג עיצבה מחדש את ה-HMI עבור ה- MAX, והוסיפה התראה של AoA (סטנדרטים על מודלים אחרים של בואינג) והופכת את הפעלת MCAS לשקיפות רבה יותר.במקרה זה מדגיש כי HMI חייב לא רק להציג מידע אלא גם להנחות את הטייס לאבחון ולפעולות נכונות.

Airbus A350: Proactive Design for Pilot Ads

לעומת זאת, ה-HMI של Airbus A350 משבח לעתים קרובות על הפריסה האינטואיטיבית שלה.הוא משתמש בקטב זכוכית גדול, רחב-פורמטי עם בקרים צדדיים ו- ECAM משולב לחלוטין המספק נהלי צעד אחר צעד לכל תקלות.ה-HMI נועד לנטרק את נקודת המבט של ה-FLT:0reduce Head-down זמן לאחור: לדוגמה, Checks מופיעות ב-by-by-by-by-by-by-by-upreph, כדי לתקן את ה-AWS באופן אוטומטי, כדי לתקן את ה-APT (מערכת הביקורת של AGP) ו-GPSDRECD (הקודמתאמת גבוהה, כלומר, כלומר, אם היא בעלת , אם כן, אם היא מערכת אבטחה מתקדמת) באופן אוטומטי, אם היא בעלת , אם היא יעילה, אם היא בעלת תרמה ל-DR.

יעילותו של קופסת זכוכית: Beyond Anecdotes

כיצד אנו יודעים אם עיצוב HMI יעיל? מדדים אובייקטיביים המשמשים הערכה של טיסה כוללים:

  • (ב) ,0) ,בשעה של מילואים (ב) למאורעות קריטיים (למשל, זמן להכיר באזהרת דוכנים).
  • (ב) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) ניתוח דפוסים של דפוסים (FLT:1) באמצעות מעקב עין כדי לראות אם הטייסים מבלים זמן רב מדי על תצוגה אחת.
  • (ב) ,0) , העלאה של מטענים (הופנה מהדף נאס"א-TLX)
  • (ב) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מפעילי צי צריכים לבצע הערכות תקופתיות של HMI, במיוחד לאחר עדכוני תוכנה מרכזיים.הסוכנות לבטיחות התעופה האירופית (EASA) IRFLT:1 ו-FLT:2Federal Aviation Administration (FAA)uaFLT 3: 3 דורש כעת בדיקות אנושיות נרחבות עבור אישורים מסוג חדש, אך מערכות מורשת יכולות להפיק תועלת משיפור מתמשך.

אימון: החצי השני של ההשוואה

אפילו עיצוב HMI הטוב ביותר הוא חסר תועלת אם הטייסים לא יודעים כיצד לנצל את התכונות שלהם.אימון חייב להתפתח לצד התוכנה.תאונות רבות של תאי זכוכית מתרחשות לא כי הממשק היה פגם, אבל כי הטייס לא הבין מצב מסוים או לא ידע כיצד לפרש את התנהגות התצוגה.

(FLT:0) הכשרה מבוססת-הגנה (EBT) קיד 1) תוכניות מתמקדות כעת בתרגילים מבוססי תרחיש שבדיקת האינטראקציה HMI ולא בהתמור מחדש של השבה.לדוגמה, מפגש אימונים חוזר עשוי לדמות תרחיש לא אמין של מהירות אוויר שבו נדרש מצב ההסרה של HMI.הטייס לנווט את התפריט כדי להחליף כלי גיבוי תוך כדי היד של המטוס הזה.

מנהלי צי צריכים לשקול גם את הרעיון של "בית קפה" ספציפי מסוג HMIeurFLT ( 1:1) עבור טייסים המעבר מדור לדור מבוגר יותר.הרעיון של "התיכון" או המיקום של Softkeys מסוימים עשוי להיות לא מוכר לטייסים רגילים ללוחות אנלוגיים.exe עם תרחישים ספציפיים HMI - כגון טיפול במספר התראות במהלך פער קרוב - יכול להיות קרוב לטייסים.

משקפי מגע ושליטה בGesture

(ב) נביחות ולחצנים הם נותנים דרך לגעת במסכי מטוסים כמו ה-FLT:0Dassault Falcon 10XFLT:1 ו-FLT:2Gulf G700FLT 3; טבלאות מגע מציעות גמישות ויכולות לפשט את התפריט, אך הן מציגות סיכונים: פולשים, מחלחלים, והיעדר משוב של גללני, הם מאפשרים מענה לטייסים או ל-לימים.

רמקולים ושפתיים טבעית

טייסים של קול מבוקר, כגון "טייס הטייס" של Garmin ב-G3000, מאפשרים לטייסים לבקש תדרים, לשנות גובה, או למשוך דוחות מזג אוויר מילולית.זה מקטין את הזמן ההפוך.עם זאת, זיהוי קולי חייב לעבוד באופן אמין בכל השלבים של הטיסה, כולל סביבות רעש-קוקאין.הHMI חייב לאשר פקודות קוליות באופן חזותי כדי להימנע מהתערבות.

מציאות הסתגלות ומסורתית

תצוגות של ראש (HWDs) ומציאות מוגברת הם בפיתוח, הקרנה נתיבי טיסה וקטורים, תנועה, וקרקע ישירות על שדה הראייה של הטייס חברות כמו FLT:0AerosimcioFLT:1 ו-FLT:2Collins AerospaceFLT 3 הם בדיקות HMDs כי להתאים את הסימון מבוסס על שלב בלתי-מתאים יכול להיות שיפור נתונים של HMI.

אינטליגנציה מלאכותית ב-HMI

AI יכול לחזות כוונות טייס ותצוגה טרום-קוה.לדוגמה, אם טייס בוחר flaps עד 15 מעלות, HMI עשוי להראות באופן אוטומטי את דף הגישה המתאים עם מידע glideslope. AI יכול גם לפקח על ראיית הטייס ולהתאים את העדיפות הכוננות - אם הטייס מסתכל על תצוגת הניווט, מכשול לטווח קרוב יכול להופיע במקום בדף המנוע.

מסקנה

יעילותו של תא זכוכית אינה פונקציה של החלטת החומרה או מספר המסכים.זה נקבע על ידי עיצוב ממשק האדם-מכונה שיושב בין הטייס לבין זרם הנתונים של המטוס.כאשר עיצוב HMI עוקב אחר עקרונות הבהירות, עקביות, משוב, ריצוף, הסתגלות, והתאמה, הוא מקטין עומס קוגניטיבי, משפר את המודעות למצב, והופך נכס אמיתי בשני פעולות חירום וחירום רגיל, יכול להיות מקור רעוע של מצב רוח רע.

עבור מפעילי צי, המסר ברור: להשקיע הערכה עיצוב HMI במהלך רכש, לספק הכשרה יסודית כי הולך מעבר ללחיצת כפתור, ולהישאר משב של טכנולוגיות מתפתחות המבטיחות אפילו אינטראקציה אינטואיטיבית יותר.כפי שתעופה נעה לעבר מערכות אוטונומיות ופעולות טייס יחיד, החשיבות של עיצוב HMI רק יגדל.ה.הממשק הוא תא הטייס.

(ב) [ה] [ה]] [ה]] לקראת [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה]]] [ה]] [ה]]]] [ה]]] ל[ה] [ה]] [ה]]] ל[ה'[ה'] [ה']'[ה']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']'[ה']']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']']']']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']'[ה']']'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[