随着交互技术的不断发展,地铁自助购票的数字交互界面也在日常生活中越来越普遍。自助购票界面呈现的交通线路网络也越来越复杂,乘客在享受科技发展带来的便利的同时也对数字界面的交互产生“恐惧”。地铁线路示意图过于关注从技术层面上的设计而忽略了乘客对购票界面中线路示意图的认知特征研究。因此,探索路网设计中具有规律性的人机工效学认知理论成果,对不断改进路网的规划和地铁自助购票界面设计有重要的意义。以往对界面交互的设计研究以设备的通用性研究等定性研究为主,研究结论在实际应用中存在一定的不足之处。本研究通过对地铁线路示意图的设计过程进行总结、分析,以初级线路示意图为研究对象,结合认知负荷理论,借助人因认知实验工具E-prime考察不同线路特征对用户交互绩效的影响。探索用户对于不同线路特征的认知规律,提出界面分次呈现的交互策略和认知负荷超载临界点的近似估算方法。实验一研究表明,不同的线路数量中,不同线路形态对交互绩效的影响不同。2条线路的网络以放射状线路形态为主,3条线路的网络中带环线线路绩效较高,4条线路的网络中栅格状线路的交互绩效较好。另外,不同的线路形态中,随着线路数量的增加被试的反应时随之增加,绩效也不断降低。实验二研究表明,可以通过回归分析来对认知负荷超载临界点进行估算,在放射状线路网络形态下,认知负荷水平与交互绩效水平呈现近似三次函数关系,单次呈现的线路数量约为5条时能够达到认知负荷超载临界点。分析中还发现,线路数量与认知负荷之间存在强线性正相关关系,认知负荷水平可以用线路数量水平近似表征。另外,反应时与正确率存在近似对数函数关系,反应时对认知绩效表征的敏感度要高于正确率。最后,本研究结论为地铁线路示意图设计者提供一种基于认知特征的研究设计方法,为地铁自助购票界面设计者提出一种基于认知负荷的线路分次呈现方式。