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全自动驾驶控制中心半实物人因仿真评估系统
| 论文题名： | 全自动驾驶控制中心半实物人因仿真评估系统 |
| 关键词： | 全自动驾驶系统;人机适配性;半实物仿真;虚拟人;姿势评估;列车运行模式 |
| 摘要： | 全自动驾驶系统(FAO)是一种自动化的、高度集中的列车运行模式，亦称为无人驾驶系统，但是该系统在运行中并非完全无人参与，而是将人处于更高的决策层与监管层上，列车驾驶、乘客监控以及车站控制等功能更多的向控制中心集中，调度人员相较于传统控制模式下承担了更多的作业任务和更高的系统风险。因此，有必要针对控制中心关键设备的人机适配性及其评价方法进行研究。本文以FAO控制中心操纵台人机适配性评估为目标，在对既有人因研究方法和虚拟人技术研究现状分析的基础上，引入FAB无线传感动作捕捉系统、基于JACK人因分析软件，设计并实现了一种基于任务序列的半实物人因仿真评估系统，具体研究内容如下: 1、研究并提出了基于任务序列的半实物人因仿真评估系统的总体方案，从信息流向与功能实现角度规划了任务分析、数据采集和人因评估三个子系统。 2、研究了基于层次任务分析法与动素分析法的任务场景数据库构建方法，并应用该方法对FAO的26项典型调度任务进行梳理分析，构建了FAO调度任务标准动作库，在此基础上得到了典型任务的标准动作序列。 3、在现场调研与调度任务分析的基础上，研究了FAO控制中心操纵台实验室样机与虚拟仿真映射模型的构建方法。 4、研究了动作捕捉系统和JACK中虚拟人的骨骼构造与坐标映射关系，设计并实现了基于动作捕捉数据的JACK虚拟人驱动控制算法。 5、基于JACK二次开发环境，设计开发了FAB动作捕捉系统的数据传输接口，改进了JACK的快速上肢人因评估工具，实现了对虚拟人实时姿势的自动化人因评估。 论文最后以FAO控制中心操纵台为应用实例，针对FAO扣车清客任务，应用本文研究的半实物人因仿真评估系统对该操纵台样机进行了实验研究，实验结果验证了系统的实用性与高效性，可以用于FAO控制中心操纵台以及以坐姿为操作姿势的其它人机交互界面的人机适配性评估。 |
| 作者： | 倪群高 |
| 专业： | 人因工程 |
| 导师： | 郭北苑 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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