船舶舱室内推进监控显控台界面布局优化设计.pdf
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1、第45 卷第18 期2023年9 月舰船科学技术SHIP SCIENCEANDTECHNOLOGYVol.45,No.18Sep.,2023船舶舱室内推进监控显控台界面布局优化设计刘丞均(郑州科技学院,河南郑州45 0 0 0 7)摘要:针对船舶舱室内推进监控显控台界面内控制元件操作不便、布局不符合视觉审美等问题,研究船舶舱室内推进监控显控台界面布局优化设计方法。从控制元件距离、色彩与视觉注意力等级3个角度分析影响船舶舱室内推进监控显控台界面内不同控制元件视觉注意力的影响因素,结合G1法确定显控台界面内不同控制元件的权重值,构建显控台界面布局优化模型,利用粒子群优化算法求解模型目标函数,获取界
2、面布局优化结果。实验结果显示该方法能够有效实现船舶舱室内推进监控显控台界面布局优化,且优化结果更符合人类视觉审美标准。关键词:监控显控台;界面布局优化;视觉注意力;G1法;权重值;粒子群算法中图分类号:V233.1文章编号:16 7 2-7 6 49(2 0 2 3)18-0 139-0 4Optimization design of interface layout for indoor propulsion monitoring andAbstract:In response to issues such as inconvenient operation of control compo
3、nents and layout of components that donot conform to human visual aesthetics in the interface of the propulsion monitoring display and control console in the cabinof a ship,an optimization design method for the interface layout of the propulsion monitoring display and control console inthe cabin of
4、a ship is studied.This paper analyzes the factors that affect the visual attention of different control elements inthe interface of the display and control console for propulsion monitoring in the cabin of a ship from the three perspectives ofcontrol element distance,color and visual attention level
5、,determines the weight values of different control elements in the in-terface of the display and control console with Gl method,builds the optimization model of the display and control consoleinterface layout,solves the model objective function with particle swarm optimization algorithm,and obtains
6、the optimiza-tion results of the interface layout.The experimental results show that this method can effectively optimize the interface lay-out of the propulsion monitoring and control console in the ship cabin,and the optimization results are more in line with hu-man visual aesthetic standards.Key
7、words:monitoring display and control console;interface layout optimization;visual attention;Gl method;weight value;particle swarm optimization0引言当前船舶舱室内推进监控显控台界面上存在状态参数显示重复过多,控制元件色彩差异不显著、不直观,部分控制元件位置设定不科学等问题!。由此造成舱室内推进监控线控台的用户不能直观、快速、准确地获取监控信息,提升了用户对于监控内容的认知负荷 2 ,令舱室内推进监控显控台操作绩效下降。针收稿日期:2 0 2 3-0 2-
8、2 3作者简介:刘丞均(19 8 7-),男,硕士,讲师,研究方向为设计学。文献标识码:Acontrol console in ship cabinsLIU Cheng-jun(Zhengzhou Institute of Science and Technology,Zhengzhou 450007,China)对这些问题,相关学者进行了大量研究。李源枫等 3在进行界面布局优化过程中以用户导向为目标构建模型,利用遗传算法求解模型得到布局结果。许永生等 4在界面布局优化过程中以注意力分配机制为基础,从视觉层、行为层与心理层3个角度出发采集眼动数据,基于所采集数据获取优化结果。韦艳丽等 5 在研
9、究界面布局优化问题时,利用随机森林算法预测界面元素的布局位置。上述研究结果中均未考虑人眼视觉doi:10.3404/j.issn.1672-7649.2023.18.024140特性,导致最终界面布局结果不符合视觉审美标准。针对这一问题,研究船舶舱室内推进监控显控台界面布局优化设计方法,由此提升界面布局结果的视觉审美性。1显控台界面布局优化设计方法1.1显控台界面元素视觉注意度影响因素分析船舶舱室内推进监控显控台界面中包含多个控制元件,不同元件间具有明显的形状、色彩、大小与间距等视觉特征差异。用户在舱室内推进监控显控台应用过程中,对于部分控制元件较容易发现,但同样有部分控制元件容易被用户忽视,
10、这种情况表明对于用户来说,容易被发现的控制元件与容易被忽视的控制元件相比具备更显著的视觉注意力。由此可知,确定对视觉注意力产生直接影响的各个因素,是优化船舶舱室内推进监控显控台界面布局的重要环节。因此可从距离、色彩与视觉注意力等级3个角度分析不同控制元件的视觉注意力 0 。1.1.1控制元件的距离m表示待布置控制元件的数量,空间元件i的长度和宽度分别为l和ki,以控制元件的中心点作为其位置坐标,其在船舶舱室内推进监控显控台界面上的坐标值可通过((xisyi)表示,由此控制元件i与控制元件j的距离计算式为:dij=V(xi-xi)在确定不同控制元件间距离过程中,需保障各控制元件在布局过程中彼此互
11、不干涉,因此设定控制元件距离的约束条件为:li+liIxj-x:0,2ki+kiyj-yil0。21.1.2控制元件的色彩根据式(1)可构建控制元件i与其他控制元件的色彩差异性:Cij,Oijpdijj=i+1C;=(j=i+1式中:cij和oij分别表示控制元件i与控制元件j的色舰船科学技术彩对比度和相关水平,$表示常数,其主要功能为划分控制元件的相关水平大小。1.1.3控制元件的注意力等级uig和S;分别表示控制元件i的形心在不同视野区域g的等级和其在事业区域内所占面积,g和bg分别表示不同视野区域g的椭圆长轴和短轴。则控制元件i的视觉注意力可描述为:m1利用式(5)描述其约束条件:1,1
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