[发明专利]一种基于注意力分配的盾构主控室显示界面优化方法

权利要求书

1.一种基于注意力分配的盾构主控室显示界面优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对待处理的盾构机主控室显示界面进行模块化分解以形成多个显示信息区域模块；

S2：对待处理的盾构机主控室显示界面依据盾构机驾驶员操作时的最优视线划分为多个视线范围分布区域；

S3：根据盾构机运行过程中主控室显示界面参数信息重要性，注意力等级与面积大小，构建盾构机主控室显示界面注意力分配模型；

S4：对建立的盾构机主控室显示界面注意力分配模型利用人工鱼群与粒子群混合智能算法进行运算，以计算注意力分配模型的最优值；

S5：对已求出结果的模型采用眼动实验验证，以确定优化结果是否便于盾构驾驶员的信息读取。

2.根据权利要求1所述的基于注意力分配的盾构主控室显示界面优化方法，其特征在于，S1中的显示界面包含以下信息参数：刀盘系统、注浆系统、土压系统、螺旋输送机系统等常规参数；千斤顶油缸的油压、行程，以及推进速度等；盾构机推进垂直、水平的的偏差和隧道里程、开累长度，推进姿态的滚动角、仰俯角数据，全站仪、激光靶、后视检核、PLC的状态；皮带机传输、砂浆管容量、渣土车情况以及管片拼装情况。

3.根据权利要求1或2所述的基于注意力分配的盾构主控室显示界面优化方法，其特征在于，对界面信息进行模块化分解的原则是：

应依据相对重要程度较高的信息在显示界面布局中处于有利的视野区域的原则，按S1中的显示界面包含的所述相关信息参数，划分为大小面积各异的界面模块。

4.根据权利要求1或2所述的基于注意力分配的盾构主控室显示界面优化方法，其特征在于，获取S2中的驾驶员操作时的最优视线，以JACK软件进行仿真分析的手段获取最优视线的精确范围，其具体操作为：

在JACK软件中的View Cones和Visual Fields可视性分析模块，通过设置百分位的人体尺寸、驾驶员的头部上仰角度、驾驶员基准眼位与显示界面的距离，以生成驾驶员的最佳可视区域，具体可分为A,B,C三个区域：

A区域是驾驶员的最佳视野区域，水平范围30°左右，且A区域分布在驾驶员坐姿状态下直视界面时的基准眼位周围，驾驶员基准眼位以上和以下垂直方向的转动角范围都在45°左右；B区域是驾驶员转动眼球所能观看到的最大视野区域，水平范围在60°左右；C区域是驾驶员需要转动头部才能观察到的界面。

5.根据权利要求1或2所述的基于注意力分配的盾构主控室显示界面优化方法，其特征在于，S3中所述参数信息重要性，应依据驾驶员的主观重要性评价与观看信息频率，采用优序法予以确定，具体方法如下：

设X＝{X₁,X₂,…,X_n}是界面模块组成的模块集，Y＝{Y₁,Y₂,…,Y_m}是模块属性组成的属性集，记，N＝{1,2,…,n}，M＝{1,2,…,m}则：

其中，当i＝j时，a_ij＝0，a_ij表示第i个模块与第j个模块属性相比较所得的优序数，界面的重要度记作I_i，观看频率记作R_i，则界面的重要性量化为：

μ_i＝ω₁I_i+ω₂R_i

其中，ω₁和ω₂分别表示重要度和观看频率的权重。