随着科技的进步和武器装备的发展,人机交互领域不断涌现出新的概念和新的技术,这些技术在民用领域一次又一次改变人们的工作、生活和娱乐方式。本文中特种车辆是指在外廓尺寸、重量等超过了普通车辆的具有特殊用途的车辆。常见的特种车辆既包括民用的工程救援车、消防车等也包括军用车辆如坦克、装甲车。这一类型的车辆由于自身结构和功能的特殊性以及工作环境的复杂性,其人机交互系统常常是复杂而庞大的。人机交互界面是人与机进行信息交流的接口和媒介。其设计的合理性很大程度上决定了人机交互的性能。以往的人机交互界面设计多以先前的设计版本为参考,以专家的意见和经验为依据进行设计,这种设计方式虽然可以满足特种车辆执行日常任务的需求,但难以在复杂和极端的条件保证人机交互的友好性和宜人性。因此如何基于人的认知特征和人机交互系统的特点进行有效的、可以适用于复杂环境的人机交互界面布局设计是当前特种车辆亟需解决的关键性问题。介于此,本文将以特种车辆的人机交互系统为研究对象,拟对其交互界面的布局优化设计开展以下内容进行研究:(1)特种车辆人机交互界面布局设计原则研究。首先,总结和介绍了特种车辆人机交互的设计总原则;然后,依次对“人”的认知特征规律、“机”的显示装置和控制装置的设计规则进行了讨论;最后依据特种车辆人机交互的设计总原则,在充分考虑了“人”与“机”的特征。提出了本文的特种车辆人机交互界面布局原则。(2)人机交互界面布局设计模型研究。首先,根据各元件的功能和人机交互界面的设计原则,将待布置空间进行区域划分并对问题进行了抽象化和降维处理,将其转化为二维元件的布局问题;然后,利用数学建模的方法将人机界面布局问题转化为数学问题;最后利用模糊层次分析法,将各布局原则及指标量化成各子目标函数,确定了各指标的权重从而得到了该布局问题的目标函数。(3)布局优化算法研究。本文尝试利用改进的细菌觅食算法对所建立的数学模型进行了求解。然后,通过算例测试,证明了细菌觅食算法求解布局优化问题的可行性,并对比遗传算法的求解结果对细菌觅食求解布局优化问题的解的质量、收敛性等进行了初步讨论和比较。(4)人机交互界面评估方法研究。从操作人员的认知负荷角度,采用理论与实验相结合的方法对备选的人机交互界面布局方案性能评估。