張瑞平
(中航通飛研究院有限公司,珠海 519040)
適航規(guī)章CCAR-25-R4、CCAR-23-R3中的條款23.771(a)、25.771(a)都提出了“不過分專注”的要求。對顯示系統(tǒng)而言,為了表明對條款的適航符合性,必須確保人—機界面的設計滿足“不過分專注”的要求,因此,需要開展機組與顯示系統(tǒng)交互績效評估工作。
23.771(a)、25.771(a)提到的不過分專注,指的是飛機儀表的設計不會讓機組為個別儀表分配過多的注意資源,因為這往往會削弱機組對飛機的情境意識,在特定飛行階段甚至會對飛機的飛行安全產(chǎn)生影響。典型的例子是,顯示信息的排列和顯示器的亮度會影響機組的正常掃視流程,從而導致機組可能需要過多地關注一些儀表指示信息。
在對條款進行適航符合性驗證時,往往會采用績效評估方法。典型的績效評估包括:可對駕駛飛機的難易程度進行評價的庫珀—哈珀法、SWAT法、修正庫珀–哈珀法、NASA–TLX法等主觀負荷評價方法等。除了上述方法之外,工業(yè)界還經(jīng)常使用調(diào)查問卷表開展績效評估。調(diào)查問卷法可用于定性評估,如畫面不同顯示風格的可接受度評估,顯控操作的可接受度評估等。
開展機組與顯示系統(tǒng)交互績效評估試驗,最真實的試驗環(huán)境無疑是真實的試飛,但是受限于試驗成本與試驗條件,本文主要采用民機航空電子試驗室常見的模擬駕駛艙試驗環(huán)境開展研究。由試驗機組基于典型飛機飛行任務開展績效評估。在進行評估前,首先需要完成評估指標的確定。
評估指標的確定具有重要意義,恰當而準確的指標定義對評估活動的成敗起著關鍵作用。在定義指標時,需組織相關方專家,包括設計代表、模擬試飛代表等,以專家評議會的方式,經(jīng)過多輪評議,最終確定指標體系。
評估指標包括:(1)顯示舒適度。主要針對駕駛艙顯示器的顯示亮度、機組對顯示器顯示色彩的感受度等展開評估。(2)顯示畫面的性能。主要對包括顯示器上顯示信息的可讀程度、可理解程度、檢索便利程度、信息明確程度與功能完整程度這5個維度展開評估。(3)顯控操作便利程度。主要針對操作的便捷性展開考核。上述評估指標基本覆蓋了績效評估要素。
機組與顯示系統(tǒng)交互績效評估的核心判據(jù)為機組滿意度。滿意度的設計包括:(1)滿意。對考核指標滿意度最高,對當前系統(tǒng)設計體驗良好。(2)一般。對考核指標滿意度尚可,但對當前系統(tǒng)設計有改進的想法。(3)不滿意。對當前的考核項目不滿意,對當前的系統(tǒng)設計無法接受,必須改進設計。
參照定義好的指標和標準,可以開展顯示系統(tǒng)績效評估表格的設計,設計的結果詳見表1。
此次模擬飛行任務設定為珠海金灣機場本場起降飛行;在民機航空電子試驗室環(huán)境條件下,使用模擬座艙模擬此次試驗飛行。此次模擬飛行的任務簡化為5個飛行階段:模擬滑行及模擬起飛階段,模擬爬升階段,模擬空中巡航階段,模擬下滑階段,模擬著陸階段。評估設置了兩個測試窗口,一個是在進入模擬巡航階段后,試驗機組開始首次評估;第二個窗口期在模擬落地后,進行復測。設置復測的主要目的是消除試驗機組主觀評估可能產(chǎn)生的隨機差錯。
此次評估由兩名試驗人員擔任試驗機組,一名試驗助理負責組織評估活動的開展,試驗機組負責完成評估表格填寫。評估流程如圖1所示。
評估結果見表1,可以看出,試驗機組的首測結果和復測結果具備一致性,表明評估數(shù)據(jù)真實可用。分析試驗結果,可以得到結論:(1)顯示系統(tǒng)與機組的交互績效總體令人滿意;(2)試驗機組在模擬飛行過程中,未產(chǎn)生過度專注現(xiàn)象;(3)試驗機組對當前告警燈的設計提出了優(yōu)化需求。
表1 機組與顯示系統(tǒng)交互績效評估表(示意)
圖1 評估流程圖
本文從適航要求出發(fā),對績效評估的方法展開研究,提出了基于調(diào)查問卷法的績效評估,并對該評估方法進行了實踐應用。試驗的結論表明,基于調(diào)查問卷的評估對驗證駕駛艙顯示系統(tǒng)相關的適航條款具備實用價值,同時通過評估結論,還可以排查當前的設計缺陷。此外,該評估方法的應用研究,還可以為基于真實飛行的績效評估提供方法借鑒。