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第1章 绪论1

1.1 研究背景1

1.1.1 导致任务失败的源头——出错因子1

1.1.2 视觉信息的认知困难问题2

1.1.3 由出错因子导入界面设计的新方式2

1.2 国内外研究现状3

1.2.1 人因出错分析方法综述3

1.2.2 复杂人机交互界面分析方法综述6

1.2.3 视觉认知与生理指标实验方法综述7

1.3 研究的目的和意义9

1.3.1 本书的研究目的9

1.3.2 本书的研究意义9

1.4 研究的主要内容10

1.5 本章小结11

第2章 复杂信息系统监控任务界面基础理论概述12

2.1 复杂信息系统概述12

2.1.1 系统的复杂性12

2.1.2 复杂信息系统13

2.2 复杂信息系统的监控任务界面14

2.2.1 复杂信息系统的人机交互14

2.2.2 数字化、智能化的监控任务界面15

2.3 复杂性分析16

2.3.1 信息复杂性16

2.3.2 任务复杂性17

2.4 令人困惑的复杂18

2.5 本章小结19

第3章 复杂信息界面任务分析及出错因子表征20

3.1 人因出错的特性分析20

3.1.1 人因出错概念20

3.1.2 人因可靠性分析21

3.1.3 人因出错的分类方法22

3.1.4 人因出错的分析模型与技术26

3.1.5 出错因子的界定32

3.2 典型复杂监控任务界面分析33

3.2.1 航战显示系统的监控任务界面33

3.2.2 监控任务的界面显示信息36

3.2.3 监控界面的任务分析37

3.3 监控任务界面的信息处理过程39

3.3.1 人的信息处理过程39

3.3.2 信息的定量化41

3.3.3 中枢处理——信息的认知加工43

3.4 操作员认知行为分析与CREAM扩展模型45

3.4.1 操作员的认知行为模型45

3.4.2 CREAM扩展的操作员认知行为模型46

3.5 HERA的认知失误辨识分析48

3.6 复杂监控任务界面出错因子提取51

3.6.1 采用模拟实验法提取出错因子51

3.6.2 监视／发觉出错因子提取53

3.6.3 状态查询出错因子提取55

3.6.4 响应计划出错因子提取56

3.6.5 响应执行出错因子提取57

3.7 复杂监控任务界面出错因子的认知表征57

3.8 本章小结58

第4章 出错因子的认知分层模型构建61

4.1 视觉认知61

4.1.1 视觉感知61

4.1.2 选择性注意63

4.1.3 信息存储与提取——记忆加工65

4.1.4 信息处理——思维过程66

4.2 基于认知表征分类的出错-认知集68

4.2.1 出错因子的认知表征分类68

4.2.2 出错因子到认知的映射70

4.2.3 建立出错-认知集71

4.3 出错-认知分层模型构建75

4.3.1 不同出错类型的认知分层75

4.3.2 错误感知的认知分层模型75

4.3.3 注意失效的认知分层模型79

4.3.4 知觉混淆的认知分层模型81

4.3.5 记忆失误的认知分层模型84

4.3.6 疏忽的认知分层模型87

4.4 本章小结90

第5章 基于视觉行为和生理反应的出错因子实验分析方法91

5.1 视觉反应机理91

5.1.1 视觉的行为与生理特性91

5.1.2 凝视与扫视94

5.2 视觉搜索模型97

5.3 出错因子的实验分析方法99

5.3.1 出错因子——实验变量的设定方法99

5.3.2 视觉认知实验的总体设计100

5.4 视觉认知实验相关技术与分析方法102

5.4.1 E-Prime视觉行为实验生成系统102

5.4.2 眼动跟踪技术103

5.4.3 实验相关的眼动参数与设备103

5.4.4 实验设计的方法105

5.4.5 实验的分析方法106

5.5 监控任务界面中信息特征的视觉搜索研究107

5.5.1 研究思路107

5.5.2 实验材料108

5.5.3 实验设计与程序109

5.5.4 实验结果与分析111

5.5.5 讨论一：认知信息处理与任务的关系118

5.5.6 讨论二：信息搜索与监控区域的关系119

5.5.7 讨论三：信息特征的集簇关系120

5.5.8 结论与下一步研究121

5.6 视觉局限引起的信息疏漏、误读／误判研究（Ⅰ）122

5.6.1 出错因子提取122

5.6.2 选择实验范式122

5.6.3 研究思路123

5.6.4 实验设计与程序124

5.6.5 实验结果与分析126

5.6.6 讨论与结论129

5.7 视觉局限引起的信息疏漏、误读／误判研究（Ⅱ）130

5.7.1 出错因子提取130

5.7.2 选择实验范式130

5.7.3 研究思路131

5.7.4 实验设计与程序131

5.7.5 实验结果与分析132

5.7.6 讨论与结论136

5.8 视觉干扰和注意转移分散引起的信息忽略、错过研究137

5.8.1 出错因子提取137

5.8.2 选择实验范式137

5.8.3 研究思路137

5.8.4 实验设计与程序138

5.8.5 实验结果与分析139

5.8.6 讨论与结论144

5.9 视觉认知实验综合讨论146

5.10 本章小结147

第6章 由出错-认知到设计信息的映射关系研究149

6.1 监控任务界面的设计信息表征149

6.1.1 监控任务界面的设计因素——信息特征149

6.1.2 信息呈现的设计信息表征152

6.1.3 界面布局的设计信息表征158

6.2 由出错-认知机理到设计信息的映射关系162

6.2.1 出错-认知机理与设计的关联性162

6.2.2 由出错-认知到设计的映射162

6.3 出错-认知域与设计信息域的相关性164

6.3.1 出错-认知的关联属性分析164

6.3.2 设计信息特征的关联属性分析166

6.3.3 出错-认知到设计信息的映射167

6.3.4 界面布局的目标约束168

6.4 本章小结170

第7章 基于出错-认知机理的复杂信息任务界面设计方法及应用171

7.1 由出错-认知到信息特征映射的设计方法171

7.2 典型航战显示系统任务界面设计案例172

7.2.1 典型航战显示系统界面的出错因子提取172

7.2.2 典型航战显示系统界面的出错因子-信息特征链175

7.2.3 出错-认知到设计信息的映射177

7.2.4 典型航战显示系统界面的优化设计过程184

7.3 本章小结189

参考文献190

索引199