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基于团队协作的指挥舱室布局设计
| 论文题名： | 基于团队协作的指挥舱室布局设计 |
| 关键词： | 舰船指挥舱室;布置优化;团队协作;遗传算法;海上作战 |
| 摘要： | 随着现代海上作战任务的日益复杂，大型舰船指挥舱室中的功能和战位不断增加，而指挥舱室内紧凑的空间决定了指挥控制系统的总操作人数和战位非常有限，因此，合理布置舱室内各功能战位和操作设备对指挥舱室具有重要意义。通过大量研究分析表明，指挥舱室中的战位和设备布置方案越合理，越有利于提高各战位人员之间的协作效率以及指挥人员完成作战任务的正确性，并有利于舱室团队绩效的发挥，进而从人因工程方面提升指控系统作战效能。 本文以大型船舶指挥舱室的内部布置为研究对象。研究工作如下: 首先，通过分析国内外指挥舱室的布局设计现状，并根据相关的国内、外控制室布局设计标准，提出了针对大型船舶的指挥舱室布局设计准则。进而明确了指挥舱室布局优化方法，确定以建立数学模型对指挥舱室布局优化进行求解，并提出了数学建模分析流程。 其次，以英国23型护卫舰作战任务流程作为参照，建立了典型操作任务模型，并采用层次任务分析法(HTA)，操作顺序流程图法(OSD)和社交网络分析法(SNA)对指挥舱室内团队协作状况进行分析，绘制了操作顺序流程图和社交网络关系图，以此描述指挥舱室中各船员之间的关系，并计算了各船员在指控系统中的社交地位。同时，提出了以最低团队协作努力程度为目标的指挥舱室布置优化模型。 然后，选用遗传算法(GA)对指挥舱室布置优化模型进行求解，开发了基于Matlab软件的指挥舱室布局优化求解平台，并根据求解平台的最优布置结果，建立了基于UG软件的指挥舱室三维模型仿真并展示。 最后，根据本文提出的布局优化方法，对指挥舱室的布局进行了优化，并制定了指挥舱室布置优化实验验证方案。通过汇总分析实验过程中各船员间的沟通过程以及实验完成后NASA-TLX评价量表等数据结果，比对优化前后理论团队协作努力程度，团队工作负荷和任务完成时间表明优化布置结果的正确性，进而验证本文优化方法的有效性。 |
| 作者： | 杨超 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 颜声远 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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