趙丹華，薛仲杰，譚征宇，張瑞佛

基于戰(zhàn)場時空信息一體化的戰(zhàn)斗機(jī)智能座艙

趙丹華1，薛仲杰1，譚征宇2，張瑞佛1

（1.湖南大學(xué) 設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院，長沙 410082；2.湖南大學(xué) 重慶研究院，重慶 401121）

針對未來戰(zhàn)斗機(jī)座艙面對復(fù)雜空天地一體化信息戰(zhàn)場環(huán)境，剖析戰(zhàn)役級OODA環(huán)中重要節(jié)點(diǎn)及相關(guān)態(tài)勢感知信息認(rèn)知模型若干概念，理清其中座艙信息通道和OODA環(huán)流程場景下飛行員具體需求，為飛行員在空中獲得一體化信息態(tài)勢感知快速切入敵方OODA環(huán)，實(shí)施打擊并取得戰(zhàn)場優(yōu)勢提供指導(dǎo)。從戰(zhàn)斗機(jī)迭代發(fā)展出發(fā)，分析座艙的演變過程，探討當(dāng)下技術(shù)發(fā)展對未來座艙的信息結(jié)構(gòu)和整體布局產(chǎn)生的影響及帶來的趨勢。通過文獻(xiàn)查閱提出了飛行員在OODA環(huán)各作戰(zhàn)環(huán)下態(tài)勢感知信息需求。通過一體化模型整合在不同階段和場景下的戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)信息，形成座艙內(nèi)作戰(zhàn)一體化體系，并通過概念設(shè)計(jì)平衡戰(zhàn)斗機(jī)座艙中飛行員動作需求與信息空間布局，達(dá)成初步驗(yàn)證和表達(dá)理論框架。通過分析OODA環(huán)結(jié)合態(tài)勢感知模型進(jìn)行戰(zhàn)斗機(jī)智能座艙信息系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)研究，以飛行員的戰(zhàn)斗流程中動作需求為中心，通過一體化框架進(jìn)行戰(zhàn)斗機(jī)智能座艙設(shè)計(jì)整合了多源、多層、多量信息，構(gòu)建了以飛行員在OODA環(huán)作戰(zhàn)流程中作戰(zhàn)任務(wù)動作為中心的信息一體化的戰(zhàn)斗機(jī)座艙設(shè)計(jì)，對未來戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。

OODA；態(tài)勢感知；戰(zhàn)斗機(jī)智能座艙；一體化設(shè)計(jì)；場景動作；信息系統(tǒng)

在技術(shù)發(fā)展推動下，“海陸空”天地信息一體化作戰(zhàn)體系逐步完成。未來戰(zhàn)斗機(jī)即將面臨復(fù)雜甚至極端惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境，在多維立體化條件下執(zhí)行多平臺、多任務(wù)的高度信息化作戰(zhàn)方式[1]。戰(zhàn)斗機(jī)座艙是飛行員操作飛機(jī)執(zhí)行作戰(zhàn)飛行任務(wù)的核心部位[2]。未來戰(zhàn)斗機(jī)座艙設(shè)計(jì)是以戰(zhàn)斗機(jī)的作戰(zhàn)流程OODA環(huán)（Observation，Orientation，Decision，Action）下的態(tài)勢感知為核心，綜合考慮飛行員在戰(zhàn)場所處環(huán)境面臨的復(fù)雜信息情況和生理心理等因素[3]，充分發(fā)揮人機(jī)系統(tǒng)工效的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。飛行員需依靠座艙顯示系統(tǒng)獲取態(tài)勢感知，隨后操作戰(zhàn)斗機(jī)內(nèi)部件完成巡航、接敵、作戰(zhàn)、打擊，切入敵人OODA環(huán)，并破壞其核心節(jié)點(diǎn)，達(dá)成完成作戰(zhàn)任務(wù)目的。未來戰(zhàn)斗機(jī)座艙內(nèi)信息一體化設(shè)計(jì)讓駕駛員在戰(zhàn)斗機(jī)智能座艙內(nèi)獲得全面、清晰的戰(zhàn)場態(tài)勢信息，增強(qiáng)視距內(nèi)和超視距作戰(zhàn)能力，形成精準(zhǔn)操作，完成打擊。

同時，“戰(zhàn)斗機(jī)智能座艙”的設(shè)計(jì)意義，在于其潛在的時間與空間構(gòu)成，即戰(zhàn)場時空信息的一體化表達(dá)；也在于其發(fā)揮人的戰(zhàn)斗潛力，即態(tài)勢感知和動作執(zhí)行效能。一方面，戰(zhàn)場時空信息的時間與空間關(guān)系是迅速迭代的，“場景引導(dǎo)”和“場景預(yù)判”幾乎同時發(fā)生，即時空感知（態(tài)勢感知）和時空動作幾乎同時發(fā)生。因此座艙設(shè)計(jì)必須符合駕駛員態(tài)勢感知和時空動作的特征，提供功能完整的智能活動空間。另一方面，智能座艙其實(shí)是某種任務(wù)場景的空間容器，“作戰(zhàn)任務(wù)”是座艙存在和座艙設(shè)計(jì)的本質(zhì)。因此智能座艙設(shè)計(jì)所表達(dá)的是以人為中心，包括以我方戰(zhàn)斗機(jī)飛行員與敵方作戰(zhàn)人員的關(guān)系為中心的一體化戰(zhàn)斗機(jī)座艙空間交互設(shè)計(jì)。

1 概念闡述

1.1 戰(zhàn)斗機(jī)智能座艙和態(tài)勢感知

近期的局部戰(zhàn)爭表明，在未來的高科技戰(zhàn)場，空軍的地位和作用越來越重要[4]。戰(zhàn)斗機(jī)是主要為空對空作戰(zhàn)而設(shè)計(jì)的固定翼軍用飛機(jī)[5]。在軍事沖突中，戰(zhàn)斗機(jī)的作用是建立戰(zhàn)場的制空權(quán)。對戰(zhàn)場上空的控制允許轟炸機(jī)和攻擊機(jī)對敵方目標(biāo)進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略轟炸。

戰(zhàn)斗機(jī)的關(guān)鍵性能特征不僅包括火力，還包括對于目標(biāo)飛機(jī)的更高速度、靈敏性、生存能力、探測能力、飛機(jī)性能、電子戰(zhàn)能力和武器威力等[6-7]。飛行員獲得空中優(yōu)勢的成功或失敗取決于飛行員的技能、部署戰(zhàn)斗機(jī)的戰(zhàn)術(shù)合理性和態(tài)勢感知能力等。

人在決策的過程中，對環(huán)境信息系統(tǒng)的感知、推理和預(yù)測，稱之為態(tài)勢感知（SA）[8]，態(tài)勢感知主要面向的是不確定性強(qiáng)、人必須介入的大型復(fù)雜動態(tài)環(huán)境或系統(tǒng)[9]，尤其是戰(zhàn)斗機(jī)面臨的復(fù)雜戰(zhàn)場?？梢暬夹g(shù)在復(fù)雜戰(zhàn)場中，讓用戶能夠快速理解態(tài)勢感知系統(tǒng)[9]。因此座艙內(nèi)信息可視化部分是飛行員獲得信息的界面，而控制是飛行員發(fā)布指令的界面。合理的座艙布局和顯控配置是影響飛行任務(wù)完成質(zhì)量的重要因素之一[10]，它與提高飛行員態(tài)勢感知來源、操作工效、減輕工作負(fù)荷等重要問題密切相關(guān)。

1.2 OODA環(huán)及相關(guān)概念發(fā)展

OODA環(huán)是對空中體系作戰(zhàn)整體行動全過程較為清晰的描述，因當(dāng)下空中作戰(zhàn)融合多方信息、多量信息等成為復(fù)雜系統(tǒng)[11]。前期Holovatch[12]提出復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn)是其許多成分之間的特定時間相關(guān)的相互作用。蘇珊·賈森則提出了以人為中心的設(shè)計(jì)雙循環(huán)模型，平衡了系統(tǒng)查詢方法和以人為中心的實(shí)現(xiàn)方法[13]，對具體設(shè)計(jì)對象進(jìn)行分析之后抽象得出層級。美國空軍上校約翰·柏伊德提出的OODA環(huán)循環(huán)程序[14]，其中指出，作戰(zhàn)環(huán)從觀測到行動階段作用空中作戰(zhàn)的飛行員，由觀察（Observe）–調(diào)整（Orient）–決定（Decide）–行動（Action）構(gòu)成。OODA環(huán)的核心在于根據(jù)觀察信息，穿透敵軍防空體系，針對敵方關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行打擊，破壞敵方OODA環(huán)循環(huán)，即約翰·柏伊德提出的穿透敵方OODA環(huán)，使得我方OODA環(huán)循環(huán)覆蓋對方，從而實(shí)現(xiàn)穿透性制空，見圖1。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，OODA環(huán) 2.0提出增強(qiáng)獲取信息能力削弱對手。在2.0的基礎(chǔ)上，隨著人工智能等技術(shù)發(fā)展，OODA 環(huán) 3.0在對應(yīng)的4個環(huán)節(jié)中引入了智能體概念[15]，見圖2。

OODA環(huán)3.0階段飛行員將綜合智能體進(jìn)行判斷，飛行員在座艙中的行為在戰(zhàn)場空間和時間維度上得以進(jìn)一步擴(kuò)展。飛行員的交戰(zhàn)領(lǐng)域在人工智能加空天信息一體化的背景下擴(kuò)展到以目標(biāo)為縱深，時間上的態(tài)勢感知預(yù)測將由原先的“分秒制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤靶r制”。設(shè)計(jì)需要協(xié)同一體化，通過發(fā)現(xiàn)使用者的真實(shí)需求，才能保證最終的產(chǎn)品品質(zhì)[17]。因此分析信息一體化背景下，飛行員對戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)流程不同階段的需求至關(guān)重要。在滿足飛行員需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行座艙內(nèi)空間信息一體化整合，構(gòu)建座艙內(nèi)符合飛行員面對不同階段的全面信息輔助內(nèi)容和座艙造型設(shè)計(jì)。

圖1 OODA環(huán)流程[14]

圖2 OODA環(huán)發(fā)展[16]

1.3 態(tài)勢感知和可視化回顧

從前文伯伊德所提出的“穿透性制空”作戰(zhàn)，人們認(rèn)為態(tài)勢感知在OODA環(huán)中至關(guān)重要。作戰(zhàn)態(tài)勢認(rèn)知是指揮決策的基礎(chǔ)，也應(yīng)嵌套在OODA環(huán)閉合回路中，并對這個回路的順暢運(yùn)行起到關(guān)鍵作用。在OODA 環(huán)理論框架下，可論述作戰(zhàn)態(tài)勢認(rèn)知的概念[18]。態(tài)勢感知一詞最初是道格拉斯飛機(jī)公司在人因工程研究期間使用的，同時開發(fā)垂直和水平態(tài)勢顯示，并評估下一代商用飛機(jī)的數(shù)字控制布局。它被認(rèn)為是在戰(zhàn)場情況下成功決策的關(guān)鍵[19]，見表1。

表1 態(tài)勢感知時間空間意義

Tab.1 Temporal-spatial significance of situational awareness

Endsley提出態(tài)勢感知應(yīng)用于自動化人機(jī)交互接口模型已被廣泛使用，其模型表示在一定時間內(nèi)，對空間內(nèi)的環(huán)境元素感知，對它們的意義進(jìn)行理解，以預(yù)測近未來的狀態(tài)[20]。在復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境中，態(tài)勢感知關(guān)注一個人對特定任務(wù)所能獲取到的相關(guān)知識[21-22]?；贓ndsley的態(tài)勢感知模型，人們可以將態(tài)勢感知分為3個層次，分別是感知（Perception）、理解（Comprehension）、預(yù)測（Prediction）三級態(tài)勢感知，從對環(huán)境中信息的觀察到對關(guān)鍵信息的解讀整合，并形成對未來情況的理解。Endsley的態(tài)勢感知模型可以看作是一個標(biāo)準(zhǔn)的信息處理模型，這個模型普遍存在于認(rèn)知信息學(xué)中[23-25]。三級模型的基石之一是假設(shè)環(huán)境中的特征映射到個體頭腦中的心智模型[26]，并且這些模型用于開發(fā)態(tài)勢感知。由經(jīng)驗(yàn)形成的心智模型，將注意力引向環(huán)境中的關(guān)鍵要素，通過整合這些要素，使感知者能夠理解它們的含義，然后產(chǎn)生未來可能的狀態(tài)，被用來發(fā)展態(tài)勢感知[27]。因此態(tài)勢感知是一個復(fù)雜的感知與系統(tǒng)匹配的過程，受到了記憶力和注意力的極大影響，其中包含了短時記憶、長時記憶和感知記憶。感知記憶包含對戰(zhàn)場環(huán)境中要素的采集，獲得原始信號；短時記憶對這些信號理解并識別，標(biāo)定重要性。根據(jù)Endsley模型，進(jìn)行對未來狀態(tài)的預(yù)測，需要從長時記憶提取圖式（Schema），這些圖式是決策者對環(huán)境綜合理解和預(yù)測時所需要的各類信息和知識。在當(dāng)下戰(zhàn)場信息系統(tǒng)愈發(fā)復(fù)雜的前提下，決策者的決策必須由態(tài)勢感知系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)輔助了解當(dāng)前環(huán)境，從而進(jìn)行判斷。因此根據(jù)態(tài)勢感知Endsley所提出的基礎(chǔ)模型結(jié)合OODA環(huán)，梳理出現(xiàn)有戰(zhàn)斗機(jī)OODA環(huán)與態(tài)勢感知座艙信息結(jié)構(gòu)環(huán)境，見圖3。

軍事背景下的態(tài)勢感知被定義為“能夠獲得友軍、敵軍、中立地區(qū)和非戰(zhàn)斗地點(diǎn)的準(zhǔn)確實(shí)時信息；戰(zhàn)場的共同、相關(guān)信息圖式按照特定的興趣和特殊需要水平進(jìn)行比較”[29]。態(tài)勢的可視化的軟件產(chǎn)物就是（通用）作戰(zhàn)態(tài)勢圖[30]。國外歐美軍事對態(tài)勢圖進(jìn)行了大量的探索和研究，如今戰(zhàn)斗機(jī)中控制/信息顯示技術(shù)比以往更加多樣化、靈活化，允許各種各樣的設(shè)計(jì)存在。航空電子傳感器和處理器的發(fā)展為飛行員提供了獲取更多、更準(zhǔn)確信息的能力，并以“融合”的形式呈現(xiàn)出來[20]。因此智能信息可視化模塊已成為各類態(tài)勢感知系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊，信息可視化與態(tài)勢感知具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性[31]，它直接關(guān)聯(lián)作戰(zhàn)人員的信息獲取與儲存方式，對未來戰(zhàn)場內(nèi)作戰(zhàn)人員的判斷將有較大影響，而信息可視化與態(tài)勢感知的關(guān)聯(lián)，見圖4。

圖3 戰(zhàn)斗機(jī)OODA環(huán)與態(tài)勢感知座艙信息結(jié)構(gòu)[28]

1）信息可視化是飛行員有效態(tài)勢感知來源。視覺感知可獲取的信息量和信息密度相對較大，其他交互通道可作為有效輔助，信息可視化為飛行員OODA環(huán)中態(tài)勢感知過程提供支持。

2）信息可視化增強(qiáng)態(tài)勢感知能力。飛行員利用可視化視圖進(jìn)行態(tài)勢感知，易于識別和理解復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境中的要素，使態(tài)勢感知能力得到增強(qiáng)。

3）信息可視化支持態(tài)勢感知的各個層次可視化（可以支持感知層、理解層、預(yù)測層）。

圖4 現(xiàn)有飛機(jī)座艙態(tài)勢感知與信息結(jié)構(gòu)環(huán)境[28]

1.4 戰(zhàn)斗機(jī)座艙中信息可視化的發(fā)展分析

戰(zhàn)斗機(jī)座艙的發(fā)展無需追溯到萊特兄弟，作為世界上第一架飛機(jī)，它尚未形成完整的飛機(jī)座艙概念[32]。自第一架戰(zhàn)斗機(jī)Voisin III于第一次世界大戰(zhàn)問世以來[33]，戰(zhàn)斗機(jī)座艙跟隨戰(zhàn)斗機(jī)的性能推進(jìn)發(fā)展，逐步進(jìn)入智能化。1990年航空歷史學(xué)家Hallion[34]主張將戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展劃分為6代，而按照一般國際標(biāo)準(zhǔn)將自二戰(zhàn)之后出現(xiàn)的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展劃分為了5個階段，目前我國將戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展分為了4代[35]，見表2。

表2 戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展迭代

Tab.2 Fighter aircraft's development

隨著信息時代的到來，戰(zhàn)場環(huán)境正在形成天地一體化大測繪的概念。這個信息化的大測繪是利用“海陸空”天地一體化的導(dǎo)航定位和遙測、遙感等空間數(shù)據(jù)獲取手段來自動化、智能化和實(shí)時化地將信息隨時隨地提供給每個人，服務(wù)到每件事，戰(zhàn)斗機(jī)的海陸空信息一體化通過天地一體化網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)[36]。該網(wǎng)絡(luò)以地面網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、以空間網(wǎng)絡(luò)為延伸，覆蓋太空、空中、陸地、海洋等自然空間，為天基、空基、陸基、?；雀黝愑脩舻幕顒犹峁┬畔⒈Ｕ系幕A(chǔ)設(shè)施[37]。Buzan[38]同樣指出基于空間信息一體化技術(shù)，讓各國之間能夠精細(xì)觀察彼此，獲得大量戰(zhàn)場信息。戰(zhàn)斗機(jī)座艙內(nèi)部通過技術(shù)融合，整合地空一體化信息并實(shí)時傳輸至戰(zhàn)斗機(jī)。戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)飛行人員通過傳輸信息獲得戰(zhàn)場環(huán)境，形成態(tài)勢感知，見圖5。

文中梳理了戰(zhàn)斗機(jī)座艙的演變與發(fā)展（見表3），分析了隨著技術(shù)的發(fā)展和在軍事上的應(yīng)用與未來戰(zhàn)場環(huán)境逐步轉(zhuǎn)向天地信息一體化，對未來空中作戰(zhàn)OODA環(huán)特征發(fā)展的影響，初步總結(jié)得出未來智能座艙中OODA環(huán)和態(tài)勢感知信息結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，座艙中人機(jī)交互的發(fā)展趨勢與未來戰(zhàn)斗機(jī)中飛行員面臨的信息需求總結(jié)，期望為未來空戰(zhàn)的座艙設(shè)計(jì)提供借鑒和設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和系統(tǒng)綜合水平的提高是推進(jìn)座艙設(shè)計(jì)水平提升的關(guān)鍵力量。從第1代顯示儀表至第4代顯示儀表，每代顯示儀表的運(yùn)用都使座艙儀表板簡潔化，同時促使工程師設(shè)計(jì)出相匹配的儀表布置原則，減輕飛行員的視覺負(fù)擔(dān)。系統(tǒng)綜合水平的提高使得座艙內(nèi)各系統(tǒng)的開關(guān)可以相互綜合，如幾個連貫的操作動作，飛行員只需完成第1個，后續(xù)幾個由計(jì)算機(jī)自動控制完成。此外，結(jié)合多功能顯示器，變“硬開關(guān)”為“軟開關(guān)”，戰(zhàn)斗機(jī)飛行員可直接在顯示器上完成操作。

戰(zhàn)斗機(jī)座艙的設(shè)計(jì)越來越強(qiáng)調(diào)人機(jī)工效，強(qiáng)調(diào)將飛行員與座艙及其環(huán)境的相互關(guān)系、協(xié)調(diào)性和人性化聯(lián)系起來綜合設(shè)計(jì)，使座艙任務(wù)作業(yè)更能夠與飛行員相適應(yīng)，而不是要求飛行員適應(yīng)座艙內(nèi)部硬件及其環(huán)境，從而減輕飛行員的負(fù)擔(dān)，讓不同飛行員可以舒適地操縱飛機(jī)，提高工作效率和安全性。第1代和第2代戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)是為了最大限度地提高飛機(jī)的性能（例如速度、射程、有效載荷能力、機(jī)動性等），而第3代戰(zhàn)斗機(jī)的性能則因任務(wù)和航空電子系統(tǒng)的進(jìn)步（例如隱形、監(jiān)視、武器等）而得到提高。第3代戰(zhàn)斗機(jī)采用了精確制導(dǎo)的彈藥系統(tǒng)，支持向視覺以外的交戰(zhàn)過渡。在向第4代戰(zhàn)斗機(jī)過渡的過程中，取得了一定的進(jìn)展，使戰(zhàn)斗機(jī)和多用途戰(zhàn)斗機(jī)能夠發(fā)揮空對空或空對地作用，或進(jìn)行空中偵察、監(jiān)視和支援。目前，第5代戰(zhàn)斗機(jī)正在開發(fā)中，以支持網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)。第5代戰(zhàn)斗機(jī)的特點(diǎn)是具有與其他飛機(jī)聯(lián)網(wǎng)的固有能力，并通過智能數(shù)據(jù)融合算法管理大量數(shù)據(jù)，從而增強(qiáng)了戰(zhàn)斗機(jī)飛行員在日益復(fù)雜情況下的情勢察覺和戰(zhàn)術(shù)決策能力。通過分析可見，從第1代到第5代，飛行員在空中作戰(zhàn)的OODA環(huán)循環(huán)觀測區(qū)域和行動區(qū)域形態(tài)在不斷變化，戰(zhàn)斗機(jī)的座艙顯示與控制（顯控）系統(tǒng)是飛行員和飛機(jī)之間傳遞信息的界面，由顯示和控制2部分組成，見圖6。從第1代的觀測和行動區(qū)域機(jī)械式分離，到第5代的信息融合，形成分布式態(tài)勢感知，空間擴(kuò)展。未來作戰(zhàn)在座艙內(nèi)的飛行員的感知能力和范圍大大增強(qiáng)，作戰(zhàn)行動能力也更加自主靈活。

圖5 天地信息一體化示意圖[39]

表3 戰(zhàn)斗機(jī)座艙OODA環(huán)和態(tài)勢感知信息可視化迭代發(fā)展對照

Tab.3 The development of OODA andsituational awareness' information visualization in cockpit

續(xù)表1

1.5 戰(zhàn)斗機(jī)智能交互方式的發(fā)展

1）座艙顯示系統(tǒng)物理重構(gòu)–PCCADS（Panoramic Cockpit Control and Display System）。隨著態(tài)勢信息變得越來越復(fù)雜，有限的2D顯示可能不足以以容易理解的方式呈現(xiàn)飛行員的關(guān)鍵信息。大面積全景顯示器與立體3D分離技術(shù)相結(jié)合[62]，為飛行員提供了遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的態(tài)勢信息。四維全景顯示屏能夠在同一窗口中集中顯示[63]飛行空中地圖、地面的作戰(zhàn)地形、座艙狀態(tài)、作戰(zhàn)目標(biāo)，包含時間和空間關(guān)系的4D飛行軌跡[64]等內(nèi)容，同時還能分屏顯示飛行數(shù)字地圖、全景地圖、系統(tǒng)狀態(tài)及飛機(jī)各個飛行階段的相關(guān)信息等。四維全景顯示技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高飛行員的感知力，當(dāng)下飛行員座艙顯示屏幕可輔助合成打擊功能路徑信息和地形圖像[65]，幫助飛行員進(jìn)行未來飛行軌跡及飛行信息的預(yù)測。

2）飛行員–戰(zhàn)斗機(jī)多智能體與自動化。在技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，戰(zhàn)場上航行追蹤效率和打擊效率仍然有限，因此提出了下一代智能航空交通系統(tǒng)（SATS）[66]，即飛行員通過網(wǎng)絡(luò)鏈接和座艙內(nèi)智能體和空中交通管制員進(jìn)行溝通，飛機(jī)座艙內(nèi)的智能體和地面交通管理員將根據(jù)戰(zhàn)場情況，輔助飛行員進(jìn)行下一步動作判斷，支持執(zhí)行和協(xié)調(diào)他們的活動。人–智能體之間的交互設(shè)計(jì)符合交互設(shè)計(jì)研究的共性[67]。因此未來戰(zhàn)斗機(jī)座艙中將存在多智能體，飛行員與座艙中的智能體以及地面協(xié)管員形成“協(xié)同關(guān)系”，他們輔助飛行員與機(jī)載設(shè)備相互適應(yīng)，協(xié)同完成飛行打擊任務(wù)。其次是意圖推進(jìn)器，可綜合任務(wù)計(jì)劃內(nèi)容和機(jī)載系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)推斷飛行員下一步操作。最后是綜合自動化，可給予機(jī)器適度權(quán)限，在減輕飛行員操作強(qiáng)度的同時保證決策的可靠性。

圖6 隨OODA環(huán)發(fā)展座艙中觀察行動區(qū)域變化[16]

2 一體化座艙信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 座艙信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

戰(zhàn)場環(huán)境巨大且復(fù)雜，當(dāng)下作戰(zhàn)可視化環(huán)境（The Joint Operations Visualization Environment）是面向戰(zhàn)術(shù)決策支持系統(tǒng)的可視化軟件產(chǎn)物。針對信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)具有一定的研究基礎(chǔ)。針對國內(nèi)外信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究綜述，見表4。

表4 信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究綜述

Tab.4 Information system design review

續(xù)表2

2.2 目前面臨的問題與需求

2.2.1 目前面臨的問題

1）多任務(wù)處理。戰(zhàn)斗機(jī)座艙通過天地信息一體化智能網(wǎng)聯(lián)等信息感知方式讓戰(zhàn)斗機(jī)座艙內(nèi)的飛行員態(tài)勢感知范圍更廣，響應(yīng)速度更快，以達(dá)成同時發(fā)生的多任務(wù)形成，然而未來戰(zhàn)場面臨多平臺、多任務(wù)、復(fù)雜信息集合的特點(diǎn)，飛行員面對嘈雜、暴力、混亂的空戰(zhàn)領(lǐng)域，可能同時需要處理來自眼睛和耳朵的信息，并同步控制世界上最復(fù)雜、需要最快響應(yīng)的機(jī)器。因此空中作戰(zhàn)的多任務(wù)處理仍然是一個重大挑戰(zhàn)。當(dāng)下針對多任務(wù)處理的挑戰(zhàn)并行提出，精神學(xué)家Meyer提出人類無法完成多任務(wù)處理[83]，飛行員可通過訓(xùn)練，切實(shí)努力突破自身并完成多任務(wù)空中作戰(zhàn)操作處理。當(dāng)下天地信息一體化背景下信息復(fù)雜度提高，多任務(wù)同步處理難度提升，同步多任務(wù)處理對飛行員仍是重大挑戰(zhàn)。

2）多層級。信息分布于多層級結(jié)構(gòu)上應(yīng)用，擁有機(jī)構(gòu)清晰、配置靈活可跨平臺等優(yōu)點(diǎn)[84]。在數(shù)據(jù)總量增加、種類增多、不斷擴(kuò)張的基礎(chǔ)上，飛機(jī)座艙內(nèi)設(shè)備和其他連接到互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備傳感器的增加，輔助戰(zhàn)場態(tài)勢感知數(shù)據(jù)生成和增長的速度正在加快。艙內(nèi)同時采用云服務(wù)來存儲、處理和分析數(shù)據(jù)，因此針對座艙內(nèi)信息顯示和處理的層級也會不斷增加。

3）信息爆炸。一體化信息集成至座艙后，座艙內(nèi)信息更加復(fù)雜，通過信息一體化飛行員可感知一定時間和環(huán)境要素，提升態(tài)勢感知整體能力。但戰(zhàn)場一體化信息數(shù)據(jù)體量龐大，信息數(shù)量增加，信息來源復(fù)雜、模態(tài)多樣。在作戰(zhàn)過程中飛行員需要迅速接收信息并對信息做出反應(yīng)。在空中作戰(zhàn)狀態(tài)瞬息變化，由于信息來源的噪音、缺失、不一致等造成信息來源的不確定性，飛行員識別信息的過程和操作復(fù)雜度提升。現(xiàn)有的戰(zhàn)斗機(jī)布局已不能適配未來戰(zhàn)場。

4）多智能體下的協(xié)同信任。飛行員與自動化交互的主要問題之一是缺乏模式意識[85]（即自動化當(dāng)前和未來的狀態(tài)和行為），當(dāng)自動化采取意外行動或未能按預(yù)期運(yùn)行時，飛行員有時會遇到所謂的自動化意外。缺乏模式意識和自動化意外可以被視為人與機(jī)器的屬性和能力不匹配的癥狀。

當(dāng)下戰(zhàn)斗機(jī)座艙中面臨的主要問題仍然是信息來源。多層、多樣化、來源多方的信息造成飛行員認(rèn)知負(fù)荷。戰(zhàn)場信息由多方判定，飛行員需要快速反應(yīng)，針對戰(zhàn)場信息做出反饋，操作形成精準(zhǔn)打擊，而隨著技術(shù)的發(fā)展，未來智能座艙的信息維度將進(jìn)一步提升，在下一步的設(shè)計(jì)中，戰(zhàn)斗機(jī)智能座艙的信息整合仍是重中之重。

2.2.2 飛行員需求分析

飛行員需要進(jìn)行飛行操控，在戰(zhàn)場中進(jìn)行必要的機(jī)動操作。飛行員的迫切要求是能以簡單易懂的方式自動實(shí)時地顯示所需要的信息[16]。通過文獻(xiàn)調(diào)研得知，戰(zhàn)斗機(jī)飛行員需要顯示信息簡單直觀，友好且協(xié)調(diào)有序以應(yīng)對復(fù)雜多變的戰(zhàn)場環(huán)境和瞬息萬變的戰(zhàn)斗狀態(tài)?，F(xiàn)代空戰(zhàn)包含視距內(nèi)和超視距作戰(zhàn)，擁有超視距作戰(zhàn)能力將在空中具有更高獲勝率[86]。在原有5代戰(zhàn)機(jī)（中國4代機(jī)）“Super Maneuverability”（超機(jī)動性）、“Super Sonic Cruise”（超音速巡航）、“Stealth”（隱身）、“Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness”（高可維護(hù)性和超視距打擊）的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步升級。超視距作戰(zhàn)[87]帶來的變化能夠減少超機(jī)動動作的需求，因此更多的時候處于遠(yuǎn)距離信息作戰(zhàn)的操作中。未來多頻段高隱身作戰(zhàn)也需要飛行員能在駕艙中獲取更明確的敵我識別信息[88]。具備超視距感知和作戰(zhàn)能力，可提前對超視距空域進(jìn)行探測和空域目標(biāo)進(jìn)行分析、監(jiān)視等工作，聯(lián)合操作形成超視距打擊。由于未來戰(zhàn)斗機(jī)武器性能提高，可聯(lián)合無人作戰(zhàn)平臺進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn)。因此需要飛行員進(jìn)行戰(zhàn)場態(tài)勢評估，對僚機(jī)（無人作戰(zhàn)武器）進(jìn)行指揮工作[89]。同時需要聯(lián)合空、地等指揮單位執(zhí)行超視距的打擊任務(wù)。未來戰(zhàn)斗機(jī)的部分任務(wù)會被智能化系統(tǒng)替代，但是由于戰(zhàn)場環(huán)境復(fù)雜，可能出現(xiàn)自主化系統(tǒng)失效或者無法應(yīng)對特殊情況等情形，因此需要飛行員與自主化系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)協(xié)同操作，必要時對系統(tǒng)進(jìn)行接管等動作，見圖7。

圖7 智能戰(zhàn)斗機(jī)座艙中信息和功能要素分析

2.3 戰(zhàn)斗機(jī)座艙信息一體化設(shè)計(jì)

一體化設(shè)計(jì)是一種綜合整體的設(shè)計(jì)方法，匯集了通常單獨(dú)考慮的專業(yè)。它試圖考慮決策過程所需的所有因素和調(diào)節(jié)[90]。Stevens等[91]指出一體化設(shè)計(jì)的出現(xiàn)主要有3個原因，其中之一即部分的信息分散，一體化設(shè)計(jì)可協(xié)助整體的協(xié)調(diào)以實(shí)現(xiàn)其信息協(xié)同的潛力[92]。建筑師赫爾佐格同樣提出一體化設(shè)計(jì)在于通過科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，整合多個學(xué)科的最新科學(xué)知識，并將之體現(xiàn)在最終的設(shè)計(jì)或者設(shè)計(jì)概念的發(fā)展中[93]。一體化設(shè)計(jì)體現(xiàn)在不同設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，比如建筑物的整體建筑設(shè)計(jì)[94]，其中包括建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)工程和建筑與可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)等。該方法也可以整合建筑生命周期管理與建筑物最終用戶的更多考慮[95]。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，一體化設(shè)計(jì)主張作用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)意過程和產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，以及整合資源等系統(tǒng)[96-97]。當(dāng)不同的專業(yè)相互依賴或“耦合”時，就需要進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。

2.4 信息一體化（框架）設(shè)計(jì)和以人為本的理念

戰(zhàn)斗機(jī)智能座艙在多技術(shù)融合、大數(shù)據(jù)支持的態(tài)勢感知基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)了解整體戰(zhàn)場環(huán)境的態(tài)勢感知、一體化天地信息和地面協(xié)同信息，輔助飛行員通過傳感器捕捉到的外界信息，了解機(jī)載狀態(tài)和戰(zhàn)場情況，圍繞作戰(zhàn)任務(wù)展開行動。楊建民提出，當(dāng)下軍事信息系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮開發(fā)環(huán)境、參與者、需求和設(shè)計(jì)流程[98]。結(jié)合OODA環(huán)下對態(tài)勢感知，人們認(rèn)為作戰(zhàn)飛行員于空中戰(zhàn)場應(yīng)當(dāng)了解座艙內(nèi)的具體信息，并通過座艙信息系統(tǒng)理解戰(zhàn)場情況，擴(kuò)展戰(zhàn)場感知視野，及時進(jìn)行調(diào)整并針對實(shí)時信息進(jìn)行反饋行動。同時座艙能夠監(jiān)測飛行員狀態(tài)，并通過智能體進(jìn)行交互，給出建議，輔助飛行員實(shí)施最終的打擊任務(wù)，整體圍繞戰(zhàn)場信息、飛行員和戰(zhàn)斗機(jī)座艙，針對OODA環(huán)中的從觀察、調(diào)整到?jīng)Q定行動，進(jìn)行了信息整合的一體化框架設(shè)計(jì)，見圖8。

3 面向信息一體化的智能戰(zhàn)斗機(jī)座艙設(shè)計(jì)

座艙中的3個重要方面分別是外界戰(zhàn)場關(guān)鍵感知，內(nèi)部座艙感知及操作。在一體化的視角下，分析具體設(shè)計(jì)中具體功能和信息要素，形成整合圖鑒（見圖8），并在流程設(shè)計(jì)方面，對每個信息的相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中問題，通過一體化理念進(jìn)行調(diào)節(jié)整合分析。戰(zhàn)斗機(jī)座艙是飛行員在空中進(jìn)行巡航、作戰(zhàn)等操作的核心區(qū)域，座艙設(shè)計(jì)體現(xiàn)了戰(zhàn)斗機(jī)的綜合技術(shù)水平，也在一定程度上反映出它的作戰(zhàn)能力。戰(zhàn)斗機(jī)座艙設(shè)計(jì)是一項(xiàng)以飛機(jī)的作戰(zhàn)任務(wù)，戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為依據(jù)，充分考慮人的生理、心理諸因素，以充分發(fā)揮人–機(jī)系統(tǒng)工效的系統(tǒng)工程。2021年以“未來”“科技”與“人因”為主題的首屆未來座艙創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，“X–Fighting面向信息一體化的智能座艙設(shè)計(jì)”探討了面向未來空中戰(zhàn)場OODA環(huán)循環(huán)中新態(tài)勢感知下的座艙設(shè)計(jì)研究。

駕駛員對內(nèi)飾造型的感知首先來自空間感知，其次是形態(tài)特征[99]。針對此次戰(zhàn)斗機(jī)座艙設(shè)計(jì)，考慮側(cè)重座艙內(nèi)單人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)的場景，孫海洋等提出基于場景的設(shè)計(jì)由一種思維模式發(fā)展為一種有組織的方式[100]，而場景一詞由戲劇延伸而來，代表：“在一段時間內(nèi)，空間中所發(fā)生的敘事性動作行為構(gòu)成的場景畫面”。因此在單人面對多任務(wù)與復(fù)雜信息處理的場景下，對座艙內(nèi)可視化區(qū)域和內(nèi)部的空間元素進(jìn)行一體化整合，平衡戰(zhàn)斗機(jī)飛行員的OODA環(huán)下針對態(tài)勢感知反饋的動作、行為和戰(zhàn)斗機(jī)座艙空間中布局，以達(dá)成駕駛戰(zhàn)斗機(jī)和打擊目標(biāo)二者任務(wù)的平衡條件下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)打擊目標(biāo)。其中對于信息獲取階段，基于信息一體化設(shè)計(jì)框架中紅色部分所提出的交互信息一體化設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)顯示方式的區(qū)別在于將不再局限于單一的物理設(shè)備，而是多位置、多顯示形式、多通道的整合（見圖8），將傳統(tǒng)的物理儀表盤整合成為一體的環(huán)繞式曲面屏幕（見圖9–01），根據(jù)戰(zhàn)場信息、指揮部信息，以及根據(jù)不同飛行員動作習(xí)慣，進(jìn)行個性化設(shè)置等層級進(jìn)行分解分級，對信息分布、不同顯示區(qū)域的信息傳遞、不同信息維度的可視化等維度進(jìn)行設(shè)計(jì)。飛行員可以在視線不離開前方路面的前提下，獲得各類信息，有效地提高駕駛的安全性，獲得更加直接的操作動作。平視顯示系統(tǒng)將導(dǎo)航、空中情況、自身情況等數(shù)據(jù)，可視化處理到前方屏幕中的位置，幫助駕駛員獲取駕駛信息、輔助駕駛信息和打擊目標(biāo)獲取與分級，并且平視顯示提升駕駛安全，降低駕駛員認(rèn)知負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn)，使其具有更大的戰(zhàn)場場景和環(huán)境空間觀測區(qū)域（見圖9–02）。在未來飛機(jī)座艙內(nèi)或?qū)⒚媾R龐大的多樣化信息，而搭載平視顯示的環(huán)繞屏幕也可根據(jù)不同信息進(jìn)行界面的重新整合與分級。

圖8 基于信息一體化未來智能戰(zhàn)斗機(jī)座艙設(shè)計(jì)框架

在交互形式上，見圖8所示框架中從決定到行動部分，整體概念設(shè)計(jì)基于戰(zhàn)斗機(jī)飛行員從態(tài)勢感知到?jīng)Q策動作的瞬時觸發(fā)性考慮，利用眼動鎖定敵機(jī)，快速通過駕駛員語音交互決策，下方柔性屏幕快速切換為物理按鍵屏幕用以適應(yīng)飛行員的快速打擊行為，自動化適應(yīng)并完成一系列操作。見圖9–03中，通過虛擬AR戰(zhàn)斗平臺規(guī)劃最佳追蹤路徑并鎖定了敵機(jī)對象之后，交互信息系統(tǒng)（見圖9–04）將在玻璃罩艙及AR中顯示對敵機(jī)方位的鎖定，此時空中信息與飛行員的實(shí)時交互為整體背景，飛行員根據(jù)規(guī)劃路徑進(jìn)行決策追蹤并直接利用語音交互下達(dá)對此目標(biāo)的操作準(zhǔn)備命令，如“發(fā)射導(dǎo)彈”“雷達(dá)鎖定”等指令，通過可變形觸摸屏幕上的按鈕進(jìn)行攻擊。觸摸技術(shù)提供了許多優(yōu)勢[56]（觸摸屏提供更加直觀的操作可進(jìn)行直接操作，更容易形成手眼協(xié)調(diào)），有助于保持飛行員的注意力向上和向前，以實(shí)現(xiàn)更安全和更有效的飛行[101]。

為解決未來遇到在視距和超視距作戰(zhàn)中，對空中信息的判斷不準(zhǔn)確造成無效打擊或誤傷隊(duì)友的情況，X–Fighting 智能座艙中將根據(jù)圖8框架中提出的對戰(zhàn)場信息進(jìn)行天地信息一體化協(xié)同，實(shí)時監(jiān)測導(dǎo)出顯示在作戰(zhàn)交互系統(tǒng)終端屏幕（見圖10）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息與終端參與輔助判斷，進(jìn)行飛行中的任務(wù)判斷輔助，達(dá)成明確的敵我判斷，并針對敵方目標(biāo)進(jìn)行分級判斷，排列優(yōu)先打擊對象層級。

圖9 X–Fighting面向信息一體化作戰(zhàn)的智能座艙

圖10 X–Fighting 作戰(zhàn)交互系統(tǒng)

Fig.10 X-Fighting's information system

座艙系統(tǒng)設(shè)計(jì)需以駕駛員為中心，駕駛員作為座艙的使用者和決策的最終決定者，只有在座艙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全流程中關(guān)注飛行員在OODA環(huán)中不同環(huán)節(jié)中需求，才能保證座艙系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果的有效性，并體現(xiàn)其最終價(jià)值。戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)流程根據(jù)OODA環(huán)模型可大致細(xì)分為巡航、目標(biāo)識別、超視距打擊、視距內(nèi)打擊、組織戰(zhàn)斗協(xié)同、效果評估等6個階段，見圖12。

1）巡航階段。根據(jù)天地一體化信息，綜合使用各類情報(bào)信息，一體化整合為統(tǒng)一態(tài)勢信息。飛行員通過座艙內(nèi)的環(huán)繞屏顯示系統(tǒng)直觀地查看戰(zhàn)場空域?qū)ο笄闆r，包括友方戰(zhàn)機(jī)位置及部署，敵機(jī)數(shù)量、空域位置和戰(zhàn)機(jī)戰(zhàn)力信息等。

2）目標(biāo)識別階段。針對天地一體化信息對目標(biāo)性質(zhì)加以判別識別，確定戰(zhàn)場態(tài)勢信息，飛行員通過座艙全息顯示系統(tǒng)查看整個三維戰(zhàn)場物理域信息，開始協(xié)同作戰(zhàn)部署和指揮，向友機(jī)發(fā)送作戰(zhàn)指令，包括友機(jī)需到達(dá)位置，以及動作路線。

3）超視距打擊階段。指揮控制協(xié)同作戰(zhàn)武器平臺或由自身攜帶的遠(yuǎn)距空對空導(dǎo)彈發(fā)起攻擊，同時通過座艙內(nèi)全息顯示系統(tǒng)查看導(dǎo)彈的飛行位置。

4）進(jìn)入視距內(nèi)攻擊階段。系統(tǒng)完成超視距范圍的打擊之后，遭遇同等優(yōu)勢戰(zhàn)機(jī)的視距內(nèi)侵入。此時，飛行員切換目視距離戰(zhàn)斗模式，座艙內(nèi)顯示屏（下視顯示器）變換為物理操作按鍵，飛行員對其進(jìn)行功能自定義，并在近距離空戰(zhàn)中快捷操作實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)動作。進(jìn)入纏斗階段，飛行員利用艙蓋全景顯示器標(biāo)定和凸顯敵機(jī)位置（見圖11），在智能作戰(zhàn)系統(tǒng)導(dǎo)引下尋找導(dǎo)彈發(fā)射位置，最終擊落敵機(jī)。

5）打擊效果評估階段。綜合使用各種探測器材和情報(bào)信息，評估打擊效果，必要時組織兵力抵近觀察、判別，綜合運(yùn)用各種手段，評估前期打擊效果，視情況組織兵力實(shí)施補(bǔ)充打擊。

圖11 X–Fighting 智能座艙

Fig.11 X-Fighting's intelligent cockpit

圖12 X-Fighting 智能戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)流程

4 結(jié)語

針對未來技術(shù)不斷發(fā)展的復(fù)雜天地信息一體化戰(zhàn)場背景下，對戰(zhàn)役級OODA環(huán)下的作戰(zhàn)態(tài)勢認(rèn)知與相關(guān)信息可視化進(jìn)行了探討。厘清了OODA環(huán)框架下作戰(zhàn)人員的作戰(zhàn)態(tài)勢認(rèn)知信息需求，梳理了一體化信息設(shè)計(jì)下戰(zhàn)斗機(jī)飛行員在作戰(zhàn)流程場景中的動作需求。提出了一體化信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，并建立概念模型。根據(jù)模型進(jìn)行了座艙內(nèi)信息布局和空間設(shè)計(jì)，平衡空間關(guān)系與戰(zhàn)斗機(jī)飛行員不同階段動作需求。達(dá)成快速感知瞬時打擊敵方動作實(shí)現(xiàn)，為在未來空戰(zhàn)中提前切入敵方OODA環(huán)奪取戰(zhàn)場先機(jī)提供設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

[1] 孔淵, 陸虎敏. 未來戰(zhàn)斗機(jī)座艙顯控系統(tǒng)發(fā)展動態(tài)[J]. 航空電子技術(shù), 2006, 37(3): 33-37.

KONG Yuan, LU Hu-min. Development Trends of the Cockpit Display and Control System of Future Fighters[J]. Avionics Technology, 2006, 37(3): 33-37.

[2] 張寧. 戰(zhàn)斗機(jī)座艙布局的變革[J]. 現(xiàn)代軍事, 2003(12): 36-38.

ZHANG Ning. Change of Fighter Cockpit Layout[J]. Conmilit, 2003(12): 36-38.

[3] 孫鵬, 宋華淼, 苗丹民, 等. 高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員心理健康狀況及個性特點(diǎn)分析[J]. 第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào), 2006(4): 373.

SUN Peng, SONG Hua-miao, MIAO Dan-min, et al. Analysis of Mental Health Status and Personality in Third Generation Battle Pilots[J]. Journal of the Fourth Military Medical University, 2006(4): 373.

[4] 汪民樂, 高曉光, 蔡付東. 作戰(zhàn)飛機(jī)效能分析研究綜述[J]. 飛行力學(xué), 2001, 19(4): 1-5.

WANG Min-le, GAO Xiao-guang, CAI Fu-dong. Over-view of Research on Military Aircraft Combat Effectiveness Analysis[J]. Flight Dynamics, 2001, 19(4): 1-5.

[5] Merriam-Webster. Fighter Definition & Meaning[EB/OL]. (2019-05-16)[2021-11-05]. https://www.merriam-webster. com/dictionary/fighter.

[6] 郭輝, 徐浩軍, 張彤, 等. 飛機(jī)作戰(zhàn)效能的靈敏度分析[J]. 飛行力學(xué), 2009, 27(2): 31-33.

GUO Hui, XU Hao-jun, ZHANG Tong, et al. Sensitivity Analysis for Combat Effectiveness of Aircraft[J]. Flight Dynamics, 2009, 27(2): 31-33.

[7] 王銳, 張安, 史兆偉. 基于冪指數(shù)法和AHP的先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)效能評估[J]. 火力與指揮控制, 2008, 33(11): 73-76.

WANG Rui, ZHANG An, SHI Zhao-wei. Effectiveness Evaluation of Advanced Fighter Plane Based on Power Series and Fuzzy AHP[J]. Fire Control and Command Control, 2008, 33(11): 73-76.

[8] 章堅(jiān)民, 陳昊, 陳建, 等. 智能電網(wǎng)態(tài)勢圖建模及態(tài)勢感知可視化的概念設(shè)計(jì)[J]. 電力系統(tǒng)自動化, 2014, 38(9): 168-176.

ZHANG Jian-min, CHEN Hao, CHEN Jian, et al. Smart Grid Situation Awareness Diagram Modeling and Conce-ptual Design of Situation Awareness Visualization[J]. Automation of Electric Power Systems, 2014, 38(9): 168-176.

[9] FEIBUSH E, GAGVANI N, WILLIAMS D. Visuali-zation for Situational Awareness[J]. IEEE Computer Graphics and Applications, 2000, 20(5): 38-45.

[10] 李洋, 謝新月, 曹成哲. 淺談現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)座艙顯控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 科技資訊, 2009, 7(12): 9-10.

LI Yang, XIE Xin-yue, CAO Cheng-zhe. Discussion on the Present Situation and Development Trend of Modern Fighter Cockpit Display and Control System[J]. Science & Technology Information, 2009, 7(12): 9-10.

[11] 張蓬蓬. 空戰(zhàn)體系演變及智能化發(fā)展[J]. 飛航導(dǎo)彈, 2019(3): 60-64.

ZHANG Peng-peng. Evolution of Air Combat System and Intelligent Development[J]. Aerodynamic Missile Journal, 2019(3): 60-64.

[12] HOLOVATCH Y. Complex Systems: Physics Beyond Physics-IOPscience[J]. European Journal of Physics, 2017, 38(2): 1-19.

[13] GASSON S. Human-Centered Vs. User-Centered App-roaches to Information System Design[J]. Journal of Information Technology Theory and Application, 2003, 5(2): 29-46.

[14] The d-n-i echo: The Essence of Winning and Losing [EB/OL]. (2021-03-24)[2021-11-01]. https://web.archive. org/web/20110324054054/http://www.danford.net/boyd/essence.htm.

[15] 楊偉. 關(guān)于未來戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展的若干討論[J]. 航空學(xué)報(bào), 2020, 41(6): 524377.

YANG Wei. Development of Future Fighters[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2020, 41(6): 524377.

[16] 張德斌, 郭定, 馬利東, 倪祥征. 戰(zhàn)斗機(jī)座艙顯示的發(fā)展需求[J]. 電光與控制, 2004, 11(1): 53-55.

ZHANG De-bin, GUO Ding, MA Li-dong, et al. Req-uirements for Development of Cockpit Display on Fighters[J]. Electronics Optics & Control, 2004, 11(1): 53-55.

[17] 婁明, 肖旺群. 基于整合思想的機(jī)械產(chǎn)品形象設(shè)計(jì)策略研究[J]. 包裝工程, 2017, 38(2): 115-119.

LOU Ming, XIAO Wang-qun. Mechanical Product Ima-ge Design Based on Integration Theory[J]. Packaging Engineering, 2017, 38(2): 115-119.

[18] 朱豐, 胡曉峰. 基于深度學(xué)習(xí)的戰(zhàn)場態(tài)勢評估綜述與研究展望[J]. 軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程, 2016, 30(3): 22-27.

ZHU Feng, HU Xiao-feng. Review and Research Prospect of Battlefield Situation Assessment Based on Deep Learning[J]. Military Operations Research and Systems Engineering, 2016, 30(3): 22-27.

[19] MICA R E. Designing for Situation Awareness | An Approach to User-Centered Desig[M]. Florida: CRC Press, 2012.

[20] MICA R E. Design and Evaluation for Situation Aware-ness Enhancement[J]. Proceedings of the Human Fac-tors Society Annual Meeting, 1988, 32(2): 97-101.

[21] MORADI-PARI E, TAHMASBI-SARVESTANI A, FALLAH Y P. A Hybrid Systems Approach to Modeling Real-Time Situation-Awareness Component of Net-worked Crash Avoidance Systems[J]. IEEE Systems Journal, 2016, 10(1): 169-178.

[22] STIRLING L, SIU H C, JONES E, et al. Human Factors Considerations for Enabling Functional Use of Exo-systems in Operational Environments[J]. IEEE Systems Journal, 2019, 13(1): 1072-1083.

[23] FRACKER M. Measures of Situation Awareness: Review and Future Directions[J].Pschology, 1991, 1(1): 37-39.

[24] FLACH J M. Situation Awareness: Proceed with Cau-tion[J]. Human Factors: the Journal of the Human Factors and Ergonomics Society, 1995, 37(1): 149-157.

[25] ENDSLEY M R. Measurement of Situation Awareness in Dynamic Systems[J]. Human Factors: the Journal of the Human Factors and Ergonomics Society, 1995, 37(1): 65-84.

[26] ENDSLEY M. Situation Models: An Avenue to the Modeling of Mental Models[J]. Proceedings of the Hu-man Factors and Ergonomics Society Annual Meeting, 2000, 44(1) 77-80.

[27] BO H, GE S. Situational awareness is more than exce-ptional vision.[J]. Aviat Space Environ Med, 1991, 62(1) 201-214.

[28] WEI Heng-yang, ZHUANG Da-min, WANYAN Xiao- ru, et al. An Experimental Analysis of Situation Aware-ness for Cockpit Display Interface Evaluation Based on Flight Simulation[J]. Chinese Journal of Aeronautics, 2013, 26(4): 884-889.

[29] ENDSLEY M, GARLAND D, WAMPLER R, et al. Modeling and Measuring Situation Awareness in the Infantry Operational Environment[J]. Business, 2000, (1): 126.

[30] 胡洪波, 郭徽東. 通用作戰(zhàn)態(tài)勢圖的構(gòu)成與實(shí)現(xiàn)方法[J]. 指揮控制與仿真, 2006, 28(5): 28-32.

HU Hong-bo, GUO Hui-dong. Architecture and Tech-niques of Common Operational Situation Picture[J]. Command Control & Simulation, 2006, 28(5): 28-32.

[31] 吳佳鑫, 王健海. 基于態(tài)勢感知理論的可視化感知模型[J]. 現(xiàn)代圖書情報(bào)技術(shù), 2010(S1): 9-14.

WU Jia-xin, WANG Jian-hai. A Visualization Awareness Model Based on Situation Awareness Theory[J]. New Technology of Library and Information Service, 2010(S1): 9-14.

[32] Airspace. The Wright Brothers[EB/OL]. (2016-05-14) [2022-01-06]. https://airandspace.si.edu/exhibitions/wright- brothers/online/.

[33] Pilot's Post. The first true bomber-The French Voisin III [EB/OL]. (2017-09-13)[2022-01-06]. http://www.pilotspost. com/arn0001563.

[34] HALLION R. Strike from the sky: the history of battlefield air attack 1911-1945[M]. Airlife Press, 1989.

[35] ChinaPower Project. Does China's J-20 rival other stealth fighters?[EB/OL]. (2017-02-15)[2021-08-06]. https:// chinapower.csis.org/china-chengdu-j-20/.

[36] 李德仁. 論天地一體化的大測繪——地球空間信息學(xué)[J]. 測繪科學(xué), 2004, 29(3): 1-2.

LI De-ren. On Integrated Earth Observation Systems of Geomatics[J]. Science of Surveying and Mapping, 2004, 29(3): 1-2.

[37] 李賀武, 吳茜, 徐恪, 等. 天地一體化網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展與趨勢[J]. 科技導(dǎo)報(bào), 2016, 34(14): 95-106.

LI He-wu, WU Qian, XU Ke, et al. Progress and Tendency of Space and Earth Integrated Network[J]. Science & Technology Review, 2016, 34(14): 95-106.

[38] BUZAN B, HERRING E. The arms dynamic in world politics[M]. Boulder: Lynne Rienner, 1998.

[39] 李鳳華, 殷麗華, 吳巍, 等. 天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)安全保障技術(shù)研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J]. 通信學(xué)報(bào), 2016, 37(11): 156-168.

LI Feng-hua, YIN Li-hua, WU Wei, et al. Research Status and Development Trends of Security Assurance for Space-Ground Integration Information Network[J]. Journal on Communications, 2016, 37(11): 156-168.

[40] "Basic T"–The Six-pack Instrument–ABCD.XXX[EB/OL]. (2019-03-18)[2022-01-11]. https://studyflying.com/basic- t-the-six-pack-instrument/.

[41] F-104G Starfighter-Inside The Cockpit-YouTube[EB/OL]. (2021-04-16) [2022-01-09]. https://www.youtube.com/ watch?v=wkw1N332zDI.

[42] NIJBOER D. Fighting Cockpits, In the Pilot's Seat of Great Military Aircraft from World War I to Today[M]. Minnesota: Zenith Press, 2016.

[43] ADAM E C. Fighter Cockpits of the Future[C]// 1993 Proceedings AIAA/IEEE Digital Avionics Systems Conference. Fort Worth: IEEE, 1993: 318-323.

[44] MCCARTY W D, SHEASBY S, AMBURN P, et al. A Virtual Cockpit for a Distributed Interactive Simula-tion[J]. IEEE Computer Graphics and Applications, 1994, 14(1): 49-54.

[45] RASH C E, RUSSO M B, LETOWSKI T R, Helmet- Mounted Displays: Sensation, Perception and Cognition Issues[R]. Fort Rucker: Army aeromedical research lab fort rucker al, 2009.

[46] 高源, 劉越, 程德文, 等. 頭盔顯示器發(fā)展綜述[J]. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào), 2016, 28(6): 896-904.

GAO Yuan, LIU Yue, CHENG De-wen, et al. A Review on Development of Head Mounted Display[J]. Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics, 2016, 28(6): 896-904.

[47] 程德文, 王涌天, 常軍, 等. 輕型大視場自由曲面棱鏡頭盔顯示器的設(shè)計(jì)[J]. 紅外與激光工程, 2007, 36(3): 309-311.

CHENG De-wen, WANG Yong-tian, CHANG Jun, et al. Design of a Lightweight and Wide Field-of-view Hmd System with Free-form-surface Prism[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(3): 309-311.

[48] LIGIER V. Multimodal Cockpit: Next-generation Human- system Interaction[C]// ERGO'IA 2021. Bidart: FOSS 2021.

[49] ROUSSEAU C, BELLIK Y, VERNIER F, et al. A Fram-e-work for the Intelligent Multimodal Presentation of Information[J]. Signal Processing, 2006, 86(12): 3696- 3713.

[50] RASENBERG M, ?ZYüREK A, DINGEMANSE M. Alignment in Multimodal Interaction: An Integrative Framework[J]. Cognitive Science, 2020, 44(11): e12911.

[51] ATAC R, FOXLIN E. Scorpion hybrid optical-based iner-tial tracker (HObIT)[C]// Head-and Helmet-Mounted Displays XVIII: Design and Applications. Washington: NASA, 2013.

[52] DEL CASTILLO J A L, COUTURE N. The Aircraft of the Future: Towards the Tangible Cockpit[C]// HCI-Aero'16: Proceedings of the International Conference on Human- Computer Interaction in Aerospace. New York: ACM, 2016.

[53] 栗陽, 關(guān)志偉, 陳由迪, 戴國忠. 基于手勢的人機(jī)交互的研究[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào), 2000, 12(5): 528-533.

LI Yang, GUAN Zhi-wei, CHEN You-di, et al. Research on Gesture Based Human Computer Interaction[J]. Acta Simulata Systematica Sinica, 2000, 12(5): 528-533.

[54] BEHúN K, PAVELKOVá A, HEROUT A. Implicit Hand Gestures in Aeronautics Cockpit as a Cue for Crew State and Workload Inference[J]. 2015 IEEE 18th International Conference on Intelligent Transportation Systems, 2015: 632-637.

[55] PISHARADY P K, SAERBECK M. Recent Methods and Databases in Vision-Based Hand Gesture Reco-gnition: A Review[J]. Computer Vision and Image Understanding, 2015, 141: 152-165.

[56] SHNEIDERMAN B. Touch Screens Now Offer Com-pelling Uses[J]. IEEE Software, 1991, 8(2): 93-94.

[57] DEGANI A, PALMER E A, BAUERSFELD K G. "Soft" Controls for Hard Displays: Still a Challenge[J]. Pro-ceedings of the Human Factors Society Annual Meeting, 1992, 36(1): 52-56.

[58] JONES D R.Three Input Concepts for Flight Crew Interaction with Infor-mation Presented on a Large-screen Electronic Cockpit Dis-play[J]. NASA Technical Mem-orandum, 1990, 4173 (1):1-32.

[59] JAN M N, ALISON F. S. A Comparison of Speech Input and Touch Screen for Executing Checklists in an Avionics Application[J]. The International Journal of Aviation Psychology, 2007, 17(3): 104-128.

[60] AVSAR H, FISCHER J E, RODDEN T. Designing touch screen user interfaces for future flight deck opera-tions[C]// 2016 IEEE/AIAA 35th Digital Avionics Systems Conference (DASC). Sacramento, CA: IEEE, 2016: 1-9.

[61] 馮悅, 王言偉, 耿歡. 戰(zhàn)斗機(jī)智能座艙人機(jī)交互方式發(fā)展及應(yīng)用[J]. 飛機(jī)設(shè)計(jì), 2020, 40(4): 54-58.

FENG Yue, WANG Yan-wei, GENG Huan. Develop-ment and Application of Human-Computer Interaction Mode of Fighter Smart Cockpit[J]. Aircraft Design, 2020, 40(4): 54-58.

[62] HARALSON D G, REISING J M, GHRAYEB J. Toward the Panoramic Cockpit, and 3-d Cockpit Displays[C]// Proceedings of the IEEE National Aerospace and Elec-tronics Conference. Dayton, OH: IEEE, 1989: 80-85.

[63] HOPPER D G , BLANTON R B , MARTICELLO D N. Large-area High-definition Cockpit Displays[J]. Procee-dings of SPIE-The International Society for Optical Engineering, 1995, 6(5): 12.

[64] TEUTSCH J, HOFFMAN E. Aircraft in the Future Atm System-Exploiting the 4d Aircraft Trajectory[C]// The 23rd Digital Avionics Systems Conference. Salt Lake City: IEEE, 2004(3): 2-31.

[65] SNOW M P, REISING J M. Effect of Pathway-In- The-Sky and Synthetic Terrain Imagery on Situation Awa-reness in A Simulated Low-level Ingress Scen-ario[R]. Wright-Patterson AFB: Air Force Research Lab, 1999.

[66] CANINO-RODRíGUEZ J M, GARCíA-HERRERO J, BESADA-PORTAS J, et al. Human Computer Interac-tions in Next-Generation of Aircraft Smart Navigation Management Systems: Task Analysis and Architecture under an Agent-Oriented Methodological Approach[J]. Sensors (Basel, Switzerland), 2015, 15(3): 5228-5250.

[67] 劉宏宇, 鞏淼森, 梁峭. 具身認(rèn)知視角下的人——智能體交互的意向立場[J]. 包裝工程, 2022, 43(2): 145-151.

LIU Hong-yu, GONG Miao-sen, LIANG Qiao. Intentio-nal Stance of Human-Agent Interaction from the Perspective of Embodied Cognition[J]. Packaging Engineering, 2022, 43(2): 145-151.

[68] RICHARD J, BOLAND J R. The Process and Product of System Design[J]. Management Science, 1978, 24(9): 105-131.

[69] GERLACH J H, KUO Feng-yang. Understanding Human-Computer Interaction for Information Systems Design[J]. MIS Quarterly, 1991, 15(4): 527.

[70] BASKERVILLE R. Information Systems Security Design Methods: Implications for Information Systems Development[J]. ACM Calculation Survey, 1993, 25(4): 375-414.

[71] SARTER N B, WOODS D D. "from Tool to Agent": The Evolution of (Cockpit) Automation and Its Impact on Human-Machine Coordination[J]. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Mee-ting, 1995, 39(1): 79-83.

[72] 姚莉, 張維明, 王長纓, 龔勇. 基于多智能體的復(fù)雜信息系統(tǒng)開發(fā)方法研究[J]. 管理科學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 5(5): 44-54.

YAO Li, ZHANG Wei-ming, WANG Chang-ying, et al. Research on Modeling Method of Complicated Infor-mation System Based Multiple Intelligent Agents[J]. Journal of Manegement Sciences in China, 2002, 5(5): 44-54.

[73] 魏洪濤, 李群, 王維平. 基于Web的管理信息系統(tǒng)的安全模型設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用, 2003, 23(5): 77-80.

WEI Hong-tao, LI Qun, WANG Wei-ping. Security Mo-del Design for Web Based MIS[J]. Computer App-lica-tions, 2003, 23(5): 77-80.

[74] GREGOR. The Nature of Theory in Information Systems[J]. MIS Quarterly, 2006, 30(3): 611.

[75] ALLEN P M, VARGA L. A Co-Evolutionary Complex Systems Perspective on Information Systems[J]. Journal of Information Technology, 2006, 21(4): 229-238.

[76] FILIP F G. Decision Support and Control for Large- Scale Complex Systems[J]. Annual Reviews in Control, 2008, 32(1): 61-70.

[77] Acm Digital Library. Persuasive System Design: State of the Art and Future Directions[EB/OL]. (2009-04-06) [2022-01-02]. https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/1541948. 1541989?casa_token=BbpejqvIfK4AAAAA:m-MftM7xRYBkvTt7trPaEaEpzT51K9gQdH5rpLGI13OLc7ERN0 nnmmvhObJIHiDmVJ7CYeamIArmVA.

[78] TANRIVERDI H, RAI A, VENKATRAMAN N. Re-search Commentary—Reframing the Dominant Qu-ests of Information Systems Strategy Research for Complex Adaptive Business Systems[J]. Information Systems Research, 2010, 21(4): 822-834.

[79] 卞婷, 薛澄岐, 仇岑. 渦輪噴氣發(fā)動機(jī)狀態(tài)顯示生態(tài)界面設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造, 2010(12): 9-11.

BIAN Ting, XUE Cheng-qi, QIU Cen. Ecological Interface Design for a Turbojet Engine[J]. Machinery Design & Manufacture, 2010(12): 9-11.

[80] 戴玉祺, 薛澄岐. 復(fù)雜界面輔助設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)方法[J]. 設(shè)計(jì), 2017(16): 129-131.

DAI Yu-qi, XUE Cheng-qi. Design Method of Complex Interface Aided Design Software[J]. Design, 2017(16): 129-131.

[81] 趙欣, 丁怡, 侯文軍, 等. 復(fù)雜信息系統(tǒng)界面可用性指標(biāo)體系研究[J]. 圖學(xué)學(xué)報(bào), 2018, 39(4): 716-722.

ZHAO Xin, DING Yi, HOU Wen-jun, et al. On the Usability Evaluation Index System of Complex Information System Interface[J]. Journal of Graphics, 2018, 39(4): 716-722.

[82] ZMUD W R. Design Alternatives for Organizing Information Systems Activities on JSTOR[J]. MIS Quarterly, 1984, 8(2): 79-93.

[83] JAFFE E. Finding Our Minds: An APS Award Address by David Meyer[J]. APS Observer, 2008(21): 106-109.

[84] 左銀龍, 黃志球, 高鵬, 張本柱, 左敦穩(wěn). 分布式多層應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 計(jì)算機(jī)工程, 2001, 27(3): 176-177.

ZUO Yin-long, HUANG Zhi-qiu, GAO Peng, et al. Design and Implementation of Distributed Multilayer Application Systems[J]. Computer Engineering, 2001, 27(3): 176-177.

[85] SARTER N B, WOODS D D. Team Play with a Power-ful and Independent Agent: Operational Experie-nces and Automation Surprises on the Airbus A-320[J]. Human Factors, 1997, 39(4): 553-569.

[86] 傅攀峰, 羅鵬程, 周經(jīng)倫. 空戰(zhàn)武器體系超視距空戰(zhàn)能力指標(biāo)研究[J]. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù), 2004, 26(8): 1072-1075.

FU Pan-feng, LUO Peng-cheng, ZHOU Jing-lun. Rese-arch on the BVR Air Combat Capability Index of Air-to-Air Weapon Systems[J]. Systems Engineering and Electronics, 2004, 26(8): 1072-1075.

[87] 高勁松, 陳哨東. 國外隱身戰(zhàn)斗機(jī)超視距空戰(zhàn)問題[J]. 電光與控制, 2011, 18(8): 17-20.

GAO Jin-song, CHEN Shao-dong. Beyond-Visual- Range Air Combat of Foreign Stealth Fighters[J]. Electronics Optics & Control, 2011, 18(8): 17-20.

[88] 張彬乾, 羅烈, 陳真利, 等. 飛翼布局隱身翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 航空學(xué)報(bào), 2014, 35(4): 957-967.

ZHANG Bin-qian, LUO Lie, CHEN Zhen-li, et al. On Stealth Airfoil Optimization Design for Flying Wing Configuration[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2014, 35(4): 957-967.

[89] 魏強(qiáng), 周德云. 基于專家系統(tǒng)的無人戰(zhàn)斗機(jī)智能決策系統(tǒng)[J]. 火力與指揮控制, 2007, 32(2): 5-7.

WEI Qiang, ZHOU De-yun. Research on UCAV's Inte-lli-gent Decision-Making System Based on Expert System[J]. Fire Control and Command Control, 2007, 32(2): 5-7.

[90] The MIT Press. Victor Papanek [EB/OL]. (2021-04-06) [2021-11-02]. https://mitpress.mit.edu/books/victor-papanek.

[91] STEVENS J, MOULTRIE J, CRILLY N. Design Dis- Integration Silent, Partial, and Disparate Design[C]// Proceedings of the Design Research Society Confer-ence2008. Sheffield: Design Research Society Confer-ence, 2008.

[92] TICHKIEWITCH S, BRISSAUD D. Methods and Tools for Co-operative and Integrated Design[M]. Dordrecht: Springer Netherlands, 2004.

[93] 宋曄皓. 托馬斯·赫爾佐格的整合設(shè)計(jì)[J]. 世界建筑, 2004(9): 69-70.

SONG Ye-hao. Thomas Herzog's Integrated Planning in the Architectural Design[J]. World Architecture, 2004(9): 69-70.

[94] LEWIS M. Integrated Design for Sustainable Buildings[J]. ASHRAE Journal, 2004, 46(9): 135-136.

[95] MOE K. Integrated design in contemporary architec-ture[M]. New York: Princeton Architectural Press, 2008

[96] LIT P, DELCHAMBRE A. Integrated Design of a Product Family and Its Assembly System[M]. Boston, MA: Springer US, 2003.

[97] 曾慶抒, 趙江洪. 電動汽車內(nèi)室軟硬人機(jī)界面的整合設(shè)計(jì)[J]. 包裝工程, 2015, 36(8): 47-50.

ZENG Qing-shu, ZHAO Jiang-hong. The Integral Design of Soft and Hard Human Machine Interface in Interior Design for Electric Vehicle[J]. Packaging Engineering, 2015, 36(8): 47-50.

[98] 楊建明, 李澤航, 李冠斌, 等. 基于協(xié)同設(shè)計(jì)理念的軍事信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J]. 包裝工程, 2022, 43(2): 1-9.

YANG Jian-ming, LI Ze-hang, LI Guan-bin, et al. Military Information System Design Based on Collaborative Design Theory[J]. Packaging Engineering, 2022, 43(2): 1-9.

[99] 趙丹華, 顧方舟. 汽車內(nèi)飾的造型設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)研究[J]. 包裝工程, 2019, 40(16): 43-61.

ZHAO Dan-hua, GU Fang-zhou. Automobile Interior Form Design and Design Research[J]. Packaging Engi-neering, 2019, 40(16): 43-61.

[100] 孫海洋, 吳祐昕. 移動應(yīng)用中的場景交互設(shè)計(jì)研究[J]. 設(shè)計(jì), 2017(10): 104-105.

SUN Hai-yang, WU You-xin. The Scenario Interaction Design in Mobile Applications[J]. Design, 2017(10): 104-105.

[101] New Atlas. Rockwell Collins Unveils First Touch-control Primary Flight Display[EB/OL]. (2011-08-01) [2021- 11-13]. https://newatlas.com/touch-control-primary-fli-ght- display/19390/.

Space-time Information-based Integrated Battlefield Fighter Cockpit Design

ZHAO Dan-hua1, XUE Zhong-jie1, TAN Zheng-yu2, ZHANG Rui-fo1

(1.Department of Design, Hunan University, Changsha 410082, China; 2.Research Institute of Hnu In Chongqing, Chongqing 401121, China)

In the face of the complex air-space-ground integrated battlefield environment in the future, this paper aims to analyze the important nodes in the battle-level "OODA loop" and some concepts of the related situational awareness information cognitive model have to clarify, and clarifies the specific pilot needs in the cockpit information channel and the OODA loop process scenario, provides guidance for pilots to obtain integrated information situational awareness in the air to quickly cut into the enemy's OODA loop, implement strikes and gain battlefield advantages. From the perspective of the iterative development of fighter jets, the evolution process of the cockpit is analyzed, and the impact and trends of current technological development on the information structure and overall layout of the future cockpit are discussed. Through corresponding literature review, the situational awareness information requirements of pilots in each combat loop of the OODA loop are put forward. In addition, through the integration model, the fighter combat information in different stages and scenarios is integrated to form an integrated system of combat in the cockpit, and through the conceptual design, the pilot's movement requirements and the information space layout in the fighter cockpit are balanced to achieve a preliminary verification and expression theoretical framework. In conclusion, by analyzing the OODA loop in combination with the situational awareness model, the research on the integrated design of the fighter intelligent cockpit information system is carried out. Placing emphasis on the pilot's action requirements in the combat process, the fighter intelligent cockpit design via the integrated framework integrates with multi-source, multi-layer and multi-amount information. Furthermore, an information-integrated fighter cockpit design centered on the pilot's combat task action in the OODA loop combat process is deisgned to serve the army, which boasts guiding significance for future fighter design.

OODA loop; situation awareness; fighter's intelligent cockpit; integrated design; scenario and actions information system

TB472

A

1001-3563(2022)14-0001-16

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.14.001

2022–02–08

國家社科藝術(shù)基金（20BG103）

趙丹華（1982—），女，博士，教授，主要研究方向?yàn)橹腔圩撆c出行體驗(yàn)、情感設(shè)計(jì)與人因分析、設(shè)計(jì)研究范式與邊界、汽車造型特征與特征線。

責(zé)任編輯：陳作