朱 輝

(中國(guó)西南電子技術(shù)研究所,成都 610036)

顯控臺(tái)的內(nèi)涵和分類方法及型譜研究

朱 輝

(中國(guó)西南電子技術(shù)研究所,成都 610036)

探討了顯控臺(tái)的內(nèi)涵,提出了顯控臺(tái)的分類方法,闡述了顯控臺(tái)型譜。采用廣義和狹義的概念明晰了顯控臺(tái)的基本內(nèi)涵;采用特征分類法從多個(gè)角度對(duì)顯控臺(tái)進(jìn)行了分類和類型識(shí)別;通過(guò)分析和介紹幾種顯控臺(tái)型譜,表明在不同行業(yè)和領(lǐng)域中顯控臺(tái)的型譜不一定相同。

電子信息裝備;顯控臺(tái);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);內(nèi)涵;特征分類法;型譜

1 引 言

顯控臺(tái)作為一種具有顯示、控制和人機(jī)交互操作功能的設(shè)備被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域和各種大型系統(tǒng)中。通常,大型電子信息裝備中均需設(shè)置顯控臺(tái)進(jìn)行人機(jī)交互操作。不同的領(lǐng)域、不同的裝載平臺(tái)、不同的功能性能需求、不同的使用環(huán)境和不同的審美觀念對(duì)顯控臺(tái)設(shè)計(jì)有不同的要求。領(lǐng)域適應(yīng)性、平臺(tái)適應(yīng)性、功能適應(yīng)性、環(huán)境適應(yīng)性和人機(jī)適應(yīng)性要求,為顯控臺(tái)的設(shè)計(jì)提供了廣闊的空間。

顯控臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是顯控臺(tái)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是顯控臺(tái)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和重點(diǎn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括人機(jī)工程設(shè)計(jì),人機(jī)工效好的顯控臺(tái)不僅能夠提高操作的舒適性,減緩操作員的疲勞,還能夠提高操作員的操作效率,進(jìn)而提高戰(zhàn)斗力[1]。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),顯控臺(tái)將被賦予形體、肌理、色彩、結(jié)構(gòu)形式、尺寸、重量、強(qiáng)度和剛度等基本特征,形成人機(jī)交互操作空間環(huán)境、內(nèi)外接口,完成內(nèi)部功能設(shè)備集成安裝,具備環(huán)境適應(yīng)性能力。因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又是顯控臺(tái)設(shè)計(jì)的核心之一。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響顯控臺(tái)的使用功能和性能。優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是顯控臺(tái)設(shè)計(jì)的必然要求,是顯控臺(tái)設(shè)計(jì)的保證。

然而,對(duì)顯控臺(tái)的含義、分類和型譜等概念目前還沒(méi)有形成完全統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),開(kāi)展相關(guān)研究很有必要。明確概念、統(tǒng)一認(rèn)識(shí)是顯控臺(tái)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),是開(kāi)展顯控臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化工作的需要。

本文主要采用廣義和狹義分析法對(duì)顯控臺(tái)的內(nèi)涵進(jìn)行探討,采用特征分類法對(duì)顯控臺(tái)進(jìn)行分類和類型識(shí)別,采用列舉比較法分析顯控臺(tái)型譜。

2 顯控臺(tái)的內(nèi)涵

顯控臺(tái)顧名思義是顯示控制臺(tái)的簡(jiǎn)稱,是顯示、控制和人機(jī)交互操作功能的設(shè)備。顯控臺(tái)具有典型的臺(tái)(桌)式產(chǎn)品形態(tài),是各行各業(yè)廣泛應(yīng)用的一種產(chǎn)品。按照主要功能設(shè)置和用途差異,顯控臺(tái)又被稱為控制臺(tái)、監(jiān)控臺(tái)、指控臺(tái)、指揮臺(tái)、操作臺(tái)、操作控制臺(tái)和調(diào)度臺(tái)等。顯控臺(tái)具有的顯示、控制和人機(jī)交互操作功能的概念基本涵蓋了這一系列臺(tái)類設(shè)備的主要功能,因此,顯控臺(tái)通常是這一系列臺(tái)類設(shè)備的統(tǒng)稱。

顯控臺(tái)的概念有廣義和狹義之分,下面分別進(jìn)行介紹。

2.1 廣義的顯控臺(tái)涵義

廣義上,顯控臺(tái)一般由臺(tái)體(架)、顯示器、處理機(jī)、軟件、操控部件和接口控制部件等組成。臺(tái)體(架)是顯控臺(tái)的主體,是顯控臺(tái)形體的外在表現(xiàn)和其內(nèi)部設(shè)備的承載平臺(tái);顯示器、處理機(jī)、軟件和操控部件是安裝在臺(tái)體(架)內(nèi)以實(shí)現(xiàn)不同顯示、控制、操作功能和性能的功能組件;接口控制部件主要實(shí)現(xiàn)顯控臺(tái)對(duì)外電氣和機(jī)械連接。

廣義的顯控臺(tái)概念包含了以臺(tái)體(架)作為承載平臺(tái)裝入內(nèi)部功能設(shè)備和軟件后形成完整的、獨(dú)立的功能和使命的顯控臺(tái)的概念。不同的功能需求將形成不同功能的顯控臺(tái),使顯控臺(tái)的使命、命名出現(xiàn)差異性。按功能分類,顯控臺(tái)可分為傳感器顯控臺(tái)、信息處理顯控臺(tái)、戰(zhàn)術(shù)決策顯控臺(tái)、武器顯控臺(tái)、監(jiān)測(cè)控制顯控臺(tái)、指揮控制顯控臺(tái)、操作控制顯控臺(tái)和其他顯控臺(tái)。

縱觀顯控臺(tái)功能的發(fā)展,主要經(jīng)歷了專用顯控臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)的通用顯控臺(tái)和多功能標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)的發(fā)展階段[2]。早期的顯控臺(tái)被稱為專用顯控臺(tái),為完成系統(tǒng)賦予的固定任務(wù)而設(shè)計(jì),其特點(diǎn)是各個(gè)顯控臺(tái)在外形尺寸、模塊劃分、計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)、人機(jī)接口和對(duì)外接口等方面種類繁多,型號(hào)各異,互不通用;20世紀(jì)80年代,國(guó)外推出了標(biāo)準(zhǔn)的通用顯控臺(tái)(簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)),為分布式或部分分布式系統(tǒng)的需求而設(shè)計(jì),其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)尺寸統(tǒng)一,功能模塊獨(dú)立通用、互換性好,計(jì)算機(jī)平臺(tái)一致,實(shí)現(xiàn)了硬件模塊、外形尺寸、人機(jī)接口和通信接口的標(biāo)準(zhǔn)化,實(shí)現(xiàn)了較高水平的模塊化、通用化;近年來(lái)研發(fā)的多功能標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái),其特點(diǎn)是不僅具有標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)的模塊化、通用化水平,而且從軟、硬件平臺(tái)、人機(jī)接口、系統(tǒng)接口等方面均具有全分布式系統(tǒng)要求的功能,可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的靈活配置、動(dòng)態(tài)重組和互操作等。

2.2 狹義的顯控臺(tái)涵義

狹義上,顯控臺(tái)主要是指顯控臺(tái)的臺(tái)體(架)形體結(jié)構(gòu)。臺(tái)體(架)是顯控臺(tái)的裝載平臺(tái),是其形態(tài)、形體和質(zhì)量的承載體,是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作功能和承受外力的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件。通常情況下,臺(tái)架應(yīng)設(shè)置人機(jī)操作的工作臺(tái)面,提供其他設(shè)備的安裝位置,能承載顯示器、操控部件、分機(jī)箱等各組成部分。

臺(tái)體(架)設(shè)計(jì)是顯控臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和重點(diǎn)。臺(tái)體(架)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響顯控臺(tái)的使用功能和性能的好壞。

下面主要基于狹義的顯控臺(tái)涵義,對(duì)顯控臺(tái)的分類方法、類型和顯控臺(tái)的型譜進(jìn)行重點(diǎn)探討。

3 顯控臺(tái)分類方法及類型

顯控臺(tái)的分類方法主要采用特征分類法。為了識(shí)別和區(qū)分顯控臺(tái)的特性和特征,便于設(shè)計(jì)、使用和標(biāo)準(zhǔn)化,可采用區(qū)分不同特征的分類方法對(duì)顯控臺(tái)進(jìn)行分類,并形成相應(yīng)的類別。

顯控臺(tái)具有多種主要特征,通過(guò)特征分類可有效地區(qū)分這些特征。通常,顯控臺(tái)可按其功能、用途、發(fā)展階段、裝載平臺(tái)、結(jié)構(gòu)形式、形體、形態(tài)、連接形式、材料、制造方法、顯示屏數(shù)、操作人員數(shù)、組合形式和型譜等特征進(jìn)行分類。選擇不同的分類特征要素可將顯控臺(tái)分為不同的類型。

顯控臺(tái)特征分類方法包括功能、用途分類法、結(jié)構(gòu)形式分類法、型譜分類法、組合形式分類法和其他分類法。

3.1 功能、用途分類法

功能、用途分類法是按要實(shí)現(xiàn)的主要功能或用途特征對(duì)顯控臺(tái)進(jìn)行分類的方法,通常包括按功能和用途、功能的發(fā)展階段和裝載平臺(tái)特征進(jìn)行分類的方法。

按功能和用途分類可分為傳感器顯控臺(tái)、信息處理顯控臺(tái)、戰(zhàn)術(shù)決策顯控臺(tái)、武器顯控臺(tái)、監(jiān)測(cè)控制顯控臺(tái)、指揮控制顯控臺(tái)、操作控制顯控臺(tái)和其他顯控臺(tái);按功能發(fā)展階段分類可分為專用顯控臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)的通用顯控臺(tái)和多功能標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái);按裝載平臺(tái)分類可分為機(jī)載顯控臺(tái)、艦、船載顯控臺(tái)、潛艇載顯控臺(tái)、車載顯控臺(tái)和地面顯控臺(tái)等。

3.2 結(jié)構(gòu)形式分類法

結(jié)構(gòu)形式分類法是按主要結(jié)構(gòu)形式特征對(duì)顯控臺(tái)進(jìn)行分類的方法,通常包括按形體、結(jié)構(gòu)形態(tài)、連接形式和采用主要制造方法特征進(jìn)行分類的方法。

按形體分類可分為琴柜式顯控臺(tái)、平桌式顯控臺(tái)和柜式顯控臺(tái);按結(jié)構(gòu)形態(tài)分類可分為整體結(jié)構(gòu)顯控臺(tái)和積木化結(jié)構(gòu)顯控臺(tái)。通常,為了實(shí)現(xiàn)顯控臺(tái)模塊化組合,積木化結(jié)構(gòu)顯控臺(tái)可分為上下結(jié)構(gòu)、上中下結(jié)構(gòu)、左右結(jié)構(gòu)顯控臺(tái)。艦船駕駛室集中控制臺(tái)[3]主要采用整體結(jié)構(gòu)形態(tài);某機(jī)載顯控臺(tái)[4]主要采用上下結(jié)構(gòu)形態(tài);通用電子對(duì)抗裝備顯控臺(tái)[5]和艦艇多功能標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)主要采用上中下結(jié)構(gòu)形態(tài);按連接形式分類可分為螺接、焊接、鉚接顯控臺(tái)等;按主要制造方法分類可分為鈑金結(jié)構(gòu)顯控臺(tái)、型材結(jié)構(gòu)顯控臺(tái)和鑄造結(jié)構(gòu)顯控臺(tái)等。

3.3 型譜分類法

型譜分類法是按主要型譜特征對(duì)顯控臺(tái)進(jìn)行分類的方法。顯控臺(tái)型譜包括型譜劃分、結(jié)構(gòu)形式和外形尺寸。型譜劃分主要是確定顯控臺(tái)的系列和型號(hào)品種。通常,在不同領(lǐng)域有不同的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同的型譜。

按型譜分類可分為垂直式(含單人、雙人)顯控臺(tái)和水平式(含單人、雙人、三人)顯控臺(tái),在不同的行業(yè)或領(lǐng)域,按不同的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范可分為確定的系列和型號(hào)品種。

3.4 組合形式分類法

組合形式主要是指由多個(gè)獨(dú)立型顯控臺(tái)組成一排顯控臺(tái)的形式,形成不同的外觀整體。組合形式分類法是按一排顯控臺(tái)的組合形式和數(shù)量特征進(jìn)行分類的方法。

按組合數(shù)量分類可分為單節(jié)顯控臺(tái)、雙節(jié)顯控臺(tái)、三節(jié)顯控臺(tái)和多節(jié)顯控臺(tái);按組合形式分類可分為直型式組合顯控臺(tái)、彎折式組合顯控臺(tái)和弧形式[6]組合顯控臺(tái)。

3.5 其他分類法

其他分類法是指按除上述特征之外的其他特征(如顯示屏數(shù)、操作人員數(shù)、材料等)進(jìn)行分類的方法,如按顯示屏數(shù)、操作人員數(shù)、選用材料的特征進(jìn)行分類。

按配置顯示屏數(shù)分類可分為單屏顯控臺(tái)、雙屏顯控臺(tái)和多屏顯控臺(tái);按配置操作人員數(shù)分類可分為單人顯控臺(tái)、雙人顯控臺(tái)、三人顯控臺(tái)和多人顯控臺(tái);按選用材料分類可分為金屬材料顯控臺(tái)和非金屬材料顯控臺(tái);通常,還進(jìn)一步細(xì)分為鋼(板)材料、鋁合金材料、碳纖維復(fù)合材料、木制材料顯控臺(tái)等。

上述分類方法從不同的角度反映了顯控臺(tái)的某些主要特征,形成顯控臺(tái)的基本系列或類別。

通過(guò)上述多項(xiàng)分類方法的組合,可更全面地反映顯控臺(tái)的主要特征,使人們對(duì)顯控臺(tái)有更清晰的認(rèn)識(shí)。比如,考慮結(jié)構(gòu)形式、顯示屏數(shù)分類特征要素的組合,可形成豎向雙屏型顯控臺(tái)、橫向雙屏型顯控臺(tái)、單屏型顯控臺(tái)、單屏(寬)獨(dú)立型顯控臺(tái)、縱向雙屏(寬)獨(dú)立型顯控臺(tái)和單屏嵌入型顯控臺(tái)等類別的新概念;又如,考慮裝載平臺(tái)、功能和用途、顯示屏數(shù)分類特征要素的組合,可形成機(jī)載信息處理單屏顯控臺(tái)類別的新概念,該類別的名稱突出表現(xiàn)了顯控臺(tái)更多的特征要素,能給人們形成更全面和更深刻的印象。

正確地識(shí)別和區(qū)分顯控臺(tái)的特性,恰當(dāng)分類,有利于顯控臺(tái)設(shè)計(jì)、使用和標(biāo)準(zhǔn)化。

4 顯控臺(tái)的型譜

顯控臺(tái)作為一種典型的產(chǎn)品形態(tài)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)和各個(gè)領(lǐng)域中,尤其被廣泛應(yīng)用于各種大型系統(tǒng)、大型電子信息裝備和武器裝備中進(jìn)行顯示、控制和人機(jī)交互操作。由于品種繁多,且各行業(yè)各領(lǐng)域的要求不同,為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的通用化、系列化和模塊化要求,減少品種,降低成本,確定顯控臺(tái)的型譜,迫切需要顯控臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化。

顯控臺(tái)的型譜是顯控臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)物。不同行業(yè)、不同領(lǐng)域?qū)︼@控臺(tái)的要求不同,因此顯控臺(tái)的型譜在不同行業(yè)、不同領(lǐng)域也不一定相同。

顯控臺(tái)型譜通常包括型譜劃分、結(jié)構(gòu)形式和外形尺寸。型譜劃分主要是確定顯控臺(tái)的系列和型號(hào)品種;結(jié)構(gòu)形式主要按臺(tái)體(架)的寬度、屏的位置和數(shù)量、獨(dú)立或嵌入機(jī)架予以區(qū)分;外形尺寸有明確的規(guī)定。

型譜的形成需要制定標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。通常,在大多數(shù)行業(yè)或領(lǐng)域中通過(guò)先對(duì)顯控臺(tái)的寬度尺寸進(jìn)行模數(shù)化設(shè)計(jì)和優(yōu)選,再選擇不同模數(shù)寬度的顯控臺(tái)形成產(chǎn)品系列;在同模數(shù)寬度系列下,根據(jù)配置的顯示屏的數(shù)量和安裝方向等的不同形成型號(hào)品種,最后,通過(guò)制定標(biāo)準(zhǔn)予以統(tǒng)一、確定和發(fā)布,從而在行業(yè)或領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)顯控臺(tái)產(chǎn)品的通用化、系列化和模塊化。

通常,不同行業(yè)或領(lǐng)域應(yīng)用的顯控臺(tái)的型譜是不同的,在不同領(lǐng)域有不同的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同的型譜。下面重點(diǎn)介紹某多功能標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)型譜、通用某類裝備顯控臺(tái)型譜和某機(jī)載顯控臺(tái)型譜。

4.1 某多功能標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)型譜

某多功能標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)型譜分為A、B兩種系列,有A1、A2 、A3、B1、B2 5種型號(hào) 。A 系列為寬體型,包括A1、A2、A3 3種型號(hào),其結(jié)構(gòu)形式分別為豎向雙屏型、橫向雙屏型和單屏型;B系列為窄體型,包括B1、B2兩種型號(hào),其結(jié)構(gòu)形式分別為豎向雙屏型和單屏型。具體外形尺寸見(jiàn)表1。

表1 某多功能標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)型譜Table 1The pedigree of a multi-function standard display console

4.2 通用某類裝備顯控臺(tái)型譜

CJB 5中通用某類裝備顯控臺(tái)型譜分為A、B、C 3種系列,有A1、A2、B1、B2、C 5 種型號(hào) 。A 系列為寬體型,包括A1、A2兩種型號(hào),其結(jié)構(gòu)形式分別為單屏(寬)、獨(dú)立型和縱向雙屏(寬)、獨(dú)立型;B系列為窄體型,包括B1、B2兩種型號(hào),其結(jié)構(gòu)形式分別為單屏(窄)、獨(dú)立型和縱向雙屏(窄)、獨(dú)立型;C系列為嵌入型,包括C一種型號(hào),其結(jié)構(gòu)形式為單屏、嵌入型。具體外形尺寸見(jiàn)表2。

表2 通用某類裝備顯控臺(tái)型譜Table 2 The pedigree of the display console in a general equipment

4.3 某機(jī)載顯控臺(tái)型譜

GJB 6674中某機(jī)載顯控臺(tái)型譜分為兩種系列,各一種、共兩種型號(hào)。兩種系列分別為寬體型和窄體型。寬體型包括一種型號(hào),窄體型包括一種型號(hào),其結(jié)構(gòu)形式均為單屏(寬)、獨(dú)立型。具體外形尺寸見(jiàn)表3。該類機(jī)載顯控臺(tái)分為單人操作顯控臺(tái)和多人操作顯控臺(tái)。多人操作顯控臺(tái)可由多個(gè)單人操作顯控臺(tái)并臺(tái)而成或進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單人操作顯控臺(tái)的外形基本尺寸系列進(jìn)行了規(guī)定?；九_(tái)體寬度系列有750 mm和600 mm兩種。

表3 某機(jī)載顯控臺(tái)型譜Table 3 The pedigree of an airborne display console

顯然,顯控臺(tái)的型譜具有行業(yè)和領(lǐng)域的需求特征,由行業(yè)和領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)予以規(guī)定。因此,在設(shè)計(jì)和選用顯控臺(tái)時(shí),除有明確規(guī)定外,應(yīng)滿足相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)顯控臺(tái)內(nèi)涵、分類方法和型譜的探討,明確了顯控臺(tái)內(nèi)涵和型譜的概念,從不同的角度對(duì)顯控臺(tái)進(jìn)行了特征分類,介紹了某些行業(yè)和領(lǐng)域的顯控臺(tái)的型譜,提出了顯控臺(tái)有廣義和狹義的概念,對(duì)顯控臺(tái)采用特征分類法進(jìn)行分類比較清晰、合理和實(shí)用,不同行業(yè)或領(lǐng)域應(yīng)用的顯控臺(tái)的型譜不一定相同的觀點(diǎn),對(duì)從事顯控臺(tái)研究、設(shè)計(jì)、使用和標(biāo)準(zhǔn)化工作的人員具有參考意義。

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ZHU Hui was born in Chengdu,Sichuan Province,in 1958.He received the M.S.degree in 2002.He is now a senior engineer of professor.His research concerns electronics equipments and system structure design.

Email:zhqn8232@sina.com

Study on the Meaning,Pedigree and Classification Method for Display Console

ZHU Hui
(Southwest China Institute of Electronic Technology,Chengdu 610036,China)

The meaning of the display console is discussed,the classification method is presented,and the pedigree is also expatiated.The basic meaning of the display console is clarified by conceptsof broad sense and narrow sense,and the characteristic classification method is used to classify and identify the type of display console from several views.It is believed that the pedigree for display console will be different in different industries and areas by analysing and introducing several kinds of pedigree of display console.

elettronics information equipment;display console;structure design;meaning;characteristic classification method;pedigree

TN801;TN803

A

10.3969/j.issn.1001-893x.2012.10.029

1001-893X(2012)10-1706-05

2012-08-02;

2012-09-13

朱 輝(1958—),男,四川成都人,碩士,研究員,主要從事電子設(shè)備及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究。