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考虑视觉搜索特性的指挥控制系统KLSM

郭仲 赵刚 付斌 刘佳烨

郭仲,赵刚,付斌,等. 考虑视觉搜索特性的指挥控制系统KLSM[J]. 北京航空航天大学学报,2024,50(9):2819-2825 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2024.0120
引用本文: 郭仲,赵刚,付斌,等. 考虑视觉搜索特性的指挥控制系统KLSM[J]. 北京航空航天大学学报,2024,50(9):2819-2825 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2024.0120
GUO Z,ZHAO G,FU B,et al. Considering visual search characteristics on command and control system KLSM[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2024,50(9):2819-2825 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2024.0120
Citation: GUO Z,ZHAO G,FU B,et al. Considering visual search characteristics on command and control system KLSM[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2024,50(9):2819-2825 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2024.0120

考虑视觉搜索特性的指挥控制系统KLSM

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2024.0120
基金项目: 国家社会科学基金(2022-SKJJ-B-043)
详细信息
    通讯作者:

    E-mail:18803806@qq.com

  • 中图分类号: V221+.3;TB472

Considering visual search characteristics on command and control system KLSM

Funds: National Social Science Foundation of China (2022-SKJJ-B-043)
More Information
  • 摘要:

    传统的击键水平模型(KLM)专注于键盘和鼠标的操作分析,适用于简单软件界面任务完成时间的快速定量评估,但将其迁移到包含复杂信息特征的指控系统软件界面评估时,却会产生较大误差。为此,基于KLM,结合用户视觉特性,面向指挥控制系统典型任务,提出基于用户视觉搜索处理时间的物理操作时间单元指标,并通过实验获取用户视觉搜索处理时间典型参数,建立更精确的指控系统任务操作分析模型—击键和视觉搜索模型(KLSM),即考虑视觉搜索特性因素的影响。选取5类典型指控任务,进行对比实验验证,KLSM对任务完成时间的预测评估更为准确。

     

  • 图 1  KLM基本原理

    Figure 1.  The basic principle of KLM

    图 2  Tobii Glasses 3眼动仪

    Figure 2.  Tobii Glasses 3 eye tracker

    图 3  不同任务被试者平均注视时长箱型

    Figure 3.  Box plots of subjects’ mean gaze duration across tasks

    图 4  任务总体流程

    Figure 4.  Overall task process

    表  1  KLM基本操作时间

    Table  1.   Basic operation time of KLM

    操作 典型值/s 含义
    K 0.2 敲击键盘中一个键所用的时间
    P 1.1 用户指向显示器某个位置所用的时间
    M 1.35 用户进入下一步所需心理准备时间
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    表  2  不同任务中被试者平均注视时长

    Table  2.   Average gaze duration of subjects in different tasks

    任务 平均注视时长/ms 标准差/ms 最大值/ms 最小值/ms
    任务1 608.50 127.06 774.00 470.00
    任务2 713.50 254.59 1132.00 393.00
    任务3 646.17 210.35 885.00 377.00
    任务4 707.67 173.02 948.00 446.00
    任务5 724.33 377.64 1151.00 214.00
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    表  3  不同被试者的平均注视时长

    Table  3.   Average gaze duration of different subjects

    被试者 平均注视时长/ms 标准差/ms 最大值/ms 最小值/ms
    1 720.80 210.48 1003.00 477.00
    2 851.60 187.30 1151.00 660.00
    3 672.20 106.30 806.00 555.00
    4 400.00 61.22 470.00 314.00
    5 692.00 173.31 858.00 434.00
    6 743.60 347.42 1132.00 214.00
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    表  4  各被试者多重比较

    Table  4.   Multiple comparisons for each subject

    被试者 比较被试者 注视时长平均
    值差值/ms
    P 95% 置信区间
    下限 上限
    1 2 −130.800 0.316 −394.66 133.06
    3 48.600 0.707 −215.26 312.46
    4 320.800* 0.019 56.94 584.66
    5 28.800 0.824 −235.06 292.66
    6 −22.800 0.860 −286.66 241.06
    2 1 130.800 0.316 −133.06 394.66
    3 179.400 0.173 −84.46 443.26
    4 451.600* 0.002 187.74 715.46
    5 159.600 0.224 −104.26 423.46
    6 108.000 0.407 −155.86 371.86
    3 1 −48.600 0.707 −312.46 215.26
    2 −179.400 0.173 −443.26 84.46
    4 272.200* 0.044 8.34 536.06
    5 −19.800 0.878 −283.66 244.06
    6 −71.400 0.582 −335.26 192.46
    4 1 −320.800* 0.019 −584.66 −56.94
    2 −451.600* 0.002 −715.46 −187.74
    3 −272.200* 0.044 −536.06 −8.34
    5 −292.000* 0.032 −555.86 −28.14
    6 −343.600* 0.013 −607.46 −79.74
    5 1 −28.800 0.824 −292.66 235.06
    2 −159.600 0.224 −423.46 104.26
    3 19.800 0.878 −244.06 283.66
    4 292.000* 0.032 28.14 555.86
    6 −51.600 0.690 −315.46 212.26
    6 1 22.800 0.860 −241.06 286.66
    2 −108.000 0.407 −371.86 155.86
    3 71.400 0.582 −192.46 335.26
    4 343.600* 0.013 79.74 607.46
    5 51.600 0.690 −212.26 315.46
     注:*表示平均值差值的显著性水平为0.05。
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    表  5  平均注视时长总体描述统计结果

    Table  5.   Overall descriptive statistical results for mean gaze duration

    平均值/
    ms
    标准差/
    ms
    最小值/
    ms
    最大值/
    ms
    百分位数下的平均注视时长/ms
    第25个 第50个 第75个
    680.03 231.148 214 1151 475.25 668.50 840.00
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    表  6  KLSM基本参数

    Table  6.   Basic parameters of KLSM

    操作 典型值/s 含义
    K 0.2 敲击键盘中一个键所用的时间
    P 1.1 用户指向显示器某个位置所用的时间
    S 0.67 用户查看一个信息点所用的时间
    M 1.35 用户进入下一步所需心理准备时间
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    表  7  2类模型的任务步骤分解

    Table  7.   Decomposition of task steps for two types of models

    任务流程 具体操作步骤 KLM单
    元分解
    KLSM单
    元分解
    开启界面 ①双击系统图标,点击下拉框,选择相应席位,点击
    “登录”
    2P+5K+1M 2P+5K+1M+3S
    ②点击“集群”“任务管理”,弹出任务界面 1P+2K 1P+2K+2S
    规划任务 ③在任务列表中选择一个任务,点击“任务规划”,弹出窗口 1M+1P+2K 1M+1P+2K+2S
    ④点击“任务规划调整”
    进行2位成员的分组修改, 点击“提交修改”
    2P+4K+1M 2P+4K+1M+4S
    修改信息 ⑤选择通道,点击“成员信息”“信道调整”,弹出对话框,选中成员,拖动信道调整 1M+2P+3K 1M+2P+3K+6S
    ⑥点击“提交”,弹出“保存成功”提示框,点击确定 1P+2K 1P+2K+3S
    绑定站点 ⑦点击“集群”“规划”
    弹出对话框。选中信息,点击“绑定”
    1M+1P+4K 1M+1P+4K+4S
    集群申请 ⑧在信息框中选择可用站点,点击“申请” 1M+1P+2K 1M+1P+2K+2S
    ⑨弹出确认弹窗,先点击对应标识,再点击“确定”,完成申请 1P+2K 1P+2K+2S
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    表  8  任务操作总时长

    Table  8.   Total task operation time

    被试者操作总时长/s
    152.508
    245.031
    376.704
    459.386
    5115.252
    642.060
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    表  9  5类任务操作单元分解对比

    Table  9.   Comparison of task decomposition under five types of tasks

    任务 KLM模型 KLSM模型
    任务1 6M+12P+26K 6M+12P+26K+29S
    任务2 8M+13P+28K 8M+13P+28K+30S
    任务3 4M+10P+22K 4M+10P+22K+19S
    任务4 15M+17P+40K 15M+17P+40K+10S
    任务5 5M+11P+23K 5M+11P+23K+22S
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    表  10  5类任务下模型预测时长对比

    Table  10.   Comparison of model prediction duration under five types of tasks

    任务 KLM预测
    时长/s
    KLSM预测
    时长/s
    视觉搜索
    处理时间/s
    实际任务
    时长/s
    任务1 26.50 45.93 19.43 55.138
    任务2 30.70 50.80 20.10 60.365
    任务3 20.80 33.53 12.73 40.267
    任务4 46.95 53.65 6.70 58.602
    任务5 23.45 38.19 14.74 44.820
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-03-04
  • 录用日期:  2024-03-15
  • 网络出版日期:  2024-03-25
  • 整期出版日期:  2024-09-27

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