基于團隊績效的作戰(zhàn)艙室工效評價模型

楊致怡，劉雙，廖鎮(zhèn)，樊垚

1中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院信息系統(tǒng)所，北京100094

2中國船舶工業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟研究院艦船人因工程實驗室，北京100081

基于團隊績效的作戰(zhàn)艙室工效評價模型

楊致怡1，劉雙2，廖鎮(zhèn)2，樊垚1

1中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院信息系統(tǒng)所，北京100094

2中國船舶工業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟研究院艦船人因工程實驗室，北京100081

［目的］為了開展多任務作戰(zhàn)艙室戰(zhàn)位布置設計方案的工效評價研究，［方法］提出一種在設計階段可實施的布置方案工效預測和評價方法，結(jié)合人的模糊認知特性以及多通道資源理論，考慮作戰(zhàn)艙室戰(zhàn)位間的溝通頻率、距離、角度、戰(zhàn)位對作戰(zhàn)使用的重要隸屬度等因素，從通道資源占用或付出努力對工作負荷的影響出發(fā)，對通過各因素進行歸一化處理后，提出一種基于團隊績效的工效評價理論計算模型。通過開展仿真模擬的團隊作業(yè)實驗，測量團隊任務完成時間及完成正確率等指標，并與模型計算的布置方案所支持的團隊績效理論值進行對比分析，［結(jié)果］試驗結(jié)果驗證了理論模型的有效性，并能夠用于多種作戰(zhàn)艙室戰(zhàn)位布置設計方案的預測和工效評價。［結(jié)論］結(jié)果表明該模型可為作戰(zhàn)艙室戰(zhàn)位布置設計方案的工效評價、優(yōu)選和優(yōu)化設計提供一種新的方法與理論基礎。

作戰(zhàn)艙室；戰(zhàn)位布置；工效評價；團隊績效

0 引言

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭作戰(zhàn)任務越來越復雜，作戰(zhàn)艙室中的功能戰(zhàn)位也日益增多，而艙室有限的空間決定了系統(tǒng)操作人員與戰(zhàn)位非常有限，所以艙室的各戰(zhàn)位如何合理布置成為逐漸凸顯的問題。研究表明，作戰(zhàn)艙室中的戰(zhàn)位布置方案越合理，越有利于提高作戰(zhàn)人員之間的溝通效率以及各戰(zhàn)位完成任務的有效性，并越有利于艙室團隊作戰(zhàn)績效的發(fā)揮，從而提升系統(tǒng)作戰(zhàn)效能［1-3］。

鑒于此，對于作戰(zhàn)艙室多戰(zhàn)位布置設計方案的評價和優(yōu)選在作戰(zhàn)艙室布置的設計過程中至關(guān)重要，而現(xiàn)階段戰(zhàn)位布置設計方案的評價和優(yōu)選還缺少一套科學的方法和流程，特別是在方案設計初期，越早確定艙室戰(zhàn)位優(yōu)選的布置方案，越有利于后期工程實施，從而可減少工程研制后期出現(xiàn)不必要的顛覆性修改，降低全壽期研制費用，提高作戰(zhàn)效能。

國內(nèi)現(xiàn)階段在艙室布置方面已經(jīng)有一些涉及艙室戰(zhàn)位布置的標準規(guī)范，如GJB 2873-97，DL/T 575.7-1999，GB/T 22188.3-2010 等［4-6］。 一方面，在艙室布置時要遵循標準規(guī)范和使用要求，在有效的空間內(nèi)進行戰(zhàn)位布置的準備工作，并考慮諸如面對面的交流和觀察綜合共享顯示器等功能鏈接，將功能布置轉(zhuǎn)換為可能的艙室布置設計，當確定艙室布置備選方案后，由操作人員根據(jù)操作規(guī)范及要求進行測試，通過反復測試確定艙室設備布置的最佳方案。另一方面，通過建立數(shù)學模型來求解最佳布置方案，目前已有研究團隊提出了部分改進的遺傳優(yōu)化算法，但是約束條件比較單一，并沒有考慮與任務相關(guān)的各戰(zhàn)位的重要隸屬度、使用頻率等因素，因此不適用于作戰(zhàn)艙室戰(zhàn)位布置的評價［7-9］。

本文針對目前多任務作戰(zhàn)艙室戰(zhàn)位布置方案的評價和優(yōu)選，擬提出一種在布置方案設計階段可實施的基于團隊作戰(zhàn)績效的工效評價方法，以避免布置工作開展之后的方案調(diào)整或返工，為優(yōu)選和評價作戰(zhàn)艙室的戰(zhàn)位布置提供理論依據(jù)，從而為作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)作戰(zhàn)性能的提升和方案的研制提供一定的基礎支撐。

1 艙室布置工效評價方法建模

艙室布置方案工效評價方法建模主要流程如圖1所示。

圖1 布置方案工效評價方法建模過程示意圖Fig.1 Main process of modeling ergonomic evaluation

具體過程如下：首先，假定現(xiàn)有指揮室的戰(zhàn)位布置方案數(shù)量為M，且M≥2，各方案分別為F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)m，…，F(xiàn)M，對其進行工效評價和優(yōu)劣排序。針對任一組方案Fm，假定作戰(zhàn)艙室中的戰(zhàn)位數(shù)為n個，選定艙室原點坐標（0，0），各戰(zhàn)位的位置坐標(x，y)按照該點到原點的距離（單位：m）確定，則每個戰(zhàn)位的位置及坐標分別為：1(x1，y1)，2(x2，y2)，…，i(xi，yi)，…，n(xn，yn)；共享大屏幕的兩側(cè)位置分別為s1(xs1，ys1)，s2(xs2，ys2)，共享大屏幕的中心點位置為s0(xs0，ys0)。

戰(zhàn)位i與戰(zhàn)位j間的溝通努力程度由努力距離L及努力角度θ組成。溝通努力距離表示2個戰(zhàn)位溝通時因距離付出的努力，溝通努力角度表示2個戰(zhàn)位溝通時因角度付出的努力。溝通努力程度越大，引起戰(zhàn)位間溝通的工作負荷可能性就越高，因而不利于快速、正確地完成團隊作戰(zhàn)任務。假設如下：

1）設Lij表示戰(zhàn)位i向戰(zhàn)位j的溝通努力距離，Lji表示戰(zhàn)位j向戰(zhàn)位i的溝通努力距離，則2個戰(zhàn)位間的努力距離為

2）設?i表示戰(zhàn)位i的自身方位向量，?j表示戰(zhàn)位j的自身方位向量，戰(zhàn)位（i和j）的自身方位向量表示該戰(zhàn)位人員正面朝向的單位向量；ij為戰(zhàn)位i與戰(zhàn)位j的溝通向量，即戰(zhàn)位i與戰(zhàn)位j溝通時正面朝向的單位向量；ji為戰(zhàn)位j與戰(zhàn)位i的溝通向量，即戰(zhàn)位j與戰(zhàn)位i溝通時正面朝向的單位向量。由此，戰(zhàn)位i向戰(zhàn)位j溝通需要轉(zhuǎn)動的努力角度cosθi和戰(zhàn)位j向戰(zhàn)位i溝通需要轉(zhuǎn)動的努力角度cosθj可分別表示如下：

故同一個溝通行為發(fā)生時，2個戰(zhàn)位同時需要付出的努力角度θij，即戰(zhàn)位i與戰(zhàn)位j的溝通努力角度為

3）設戰(zhàn)位i對于共享大屏幕s的需求程度為Ris，與其戰(zhàn)位的任務特點和角色分工相關(guān)。戰(zhàn)位i對共享大屏幕中心位置s0(xs0，ys0)的觀察努力距離為Lis0，觀察需要轉(zhuǎn)動的努力角度為θis0；共享顯示大屏幕的反方向為自身的方向向量，為δ=(0，1)；戰(zhàn)位i操作人員正面朝向的方向向量為?i，當戰(zhàn)位面向大屏幕時則?i=(0，1)，當背向大屏時則為?i=(0，-1)，其中戰(zhàn)位i與共享大屏幕中心s0之間的觀察努力距離可表示為

其中，戰(zhàn)位i與共享大屏幕中心位置s0(xs0，ys0)的觀察努力角度，可通過該戰(zhàn)位自身方向向量?i與大屏幕中心之間的向量is0表示為

對于共享大屏幕，并不是所有戰(zhàn)位都需要，有一些對大屏幕需求較低的戰(zhàn)位可以允許其對共享大屏幕的努力程度較大，而對于共享大屏幕有較高需求的戰(zhàn)位，即需要頻繁觀察大屏幕的戰(zhàn)位，應該優(yōu)先確保該戰(zhàn)位付出的努力程度較低。

4）設戰(zhàn)位i對共享大屏幕的視野范圍角度為Ei，可通過該戰(zhàn)位i與大屏幕兩側(cè)s1，s2的向量is1，is2計算：

其中，大屏幕對戰(zhàn)位i作戰(zhàn)績效所做的貢獻與觀察的努力程度相關(guān)，即努力程度Lisθis越小越有利于該戰(zhàn)位縮短完成任務的時間、提高正確率、減少工作負荷。另外，單位需求量內(nèi)可獲得的視野范圍Ei/Ris越高，越有利于該戰(zhàn)位作戰(zhàn)績效的提高，減少工作負荷。

作戰(zhàn)任務中，隨著戰(zhàn)時任務的變化，具體到單次任務下各戰(zhàn)位間的溝通頻率（Cij或Cji，即單位時間內(nèi)2個戰(zhàn)位i，j之間的溝通次數(shù)）、戰(zhàn)位對于作戰(zhàn)使用的重要隸屬度（u1，u2，…，un）及作戰(zhàn)使用頻率（ε1，ε2，…，εn）等因素也會隨之變化，但考慮到艙室戰(zhàn)位布置不便于根據(jù)戰(zhàn)時情況進行柔性變化和動態(tài)調(diào)整，因此，從較長時間段內(nèi)、多任務綜合的宏觀統(tǒng)計情況考慮，認為上述因素在同一個作戰(zhàn)艙室內(nèi)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

對于不同作戰(zhàn)艙室，各戰(zhàn)位間的溝通頻率有所區(qū)別，但對于某一特定型號的作戰(zhàn)艙室，各戰(zhàn)位間的溝通頻率是固定的。計算戰(zhàn)位間的溝通頻率時,有Cij=Cji，而各戰(zhàn)位對于作戰(zhàn)使用的重要隸屬度、作戰(zhàn)使用頻率是有區(qū)別的，但對于某一特定型號的作戰(zhàn)艙室，各戰(zhàn)位在該型號作戰(zhàn)艙室使用中則是固定的。對于越重要的戰(zhàn)位，提高戰(zhàn)位的任務完成時間、正確率越有利。對于使用頻率越高的戰(zhàn)位，工作負荷越低越有利。由于每個戰(zhàn)位對其他戰(zhàn)位情報來源的重要價值存在一定的模糊性，采用?ij表示戰(zhàn)位i對戰(zhàn)位j情報價值潛在認知狀態(tài)的概率，定義模糊熵hij為戰(zhàn)位i對某一戰(zhàn)位j情報的重要價值的模糊認知心理活動，相關(guān)定義如下［10-11］。

模糊熵：

潛在認知狀態(tài)概率：

戰(zhàn)位i對戰(zhàn)位j情報價值的平均認知程度：

由于各戰(zhàn)位的平均作戰(zhàn)績效ηi與該戰(zhàn)位自身作戰(zhàn)使用頻率εi、其他各戰(zhàn)位間的溝通頻率Cij、對其他戰(zhàn)位活動的情報價值的平均認知程度Vij以及單位需求量的視野范圍EiRis-1正相關(guān)，而與各戰(zhàn)位的溝通努力距離Lij、溝通努力角度θij以及共享大屏幕觀察努力距離和觀察努力角度負相關(guān)，因此，綜合考慮上述各個因素對多戰(zhàn)位團隊協(xié)作的任務完成時間、完成正確率及工作負荷等方面的影響后，將平均作戰(zhàn)績效ηi表示為

故Fm方案所支持的作戰(zhàn)艙室平均團隊作戰(zhàn)績效可由艙室實際可能達到的團隊作戰(zhàn)績效PActual與艙室最優(yōu)狀態(tài)可能實現(xiàn)的團隊作戰(zhàn)績效POptimal的比值來表示。其中，團隊作戰(zhàn)績效PActual由各戰(zhàn)位的平均作戰(zhàn)績效ηi及其在團隊中的重要隸屬度ui來表示［12-13］：

綜上所述，式（1）～式（9）綜合考慮戰(zhàn)位間溝通努力距離、溝通努力角度、大屏幕視野范圍、溝通頻率及信息傳輸?shù)哪：J知狀態(tài)等多個設計因素，構(gòu)建基于艙室團隊績效的戰(zhàn)位布置工效評價模型，可用于在方案設計階段對不同戰(zhàn)位布置方案所支持的團隊績效水平進行評價，減少實船建造完成后對評價帶來的不易修改的現(xiàn)象。通常實船建成后，可通過團隊任務完成時間、完成正確率和工作負荷等指標來衡量。

2 實驗方法

2.1 實驗裝置

實驗在安靜的專業(yè)仿真實驗室進行，實驗室的環(huán)境光照、噪聲水平、屏幕亮度等保持恒定。使用計算機控制實驗刺激呈現(xiàn)并記錄被試反應，共享顯示器為投影顯示器（2.4 m×1.8 m，分辨率1 024×768）。個人顯示屏為筆記本電腦（14 in屏幕，分辨率1 366×768）。個人筆記本電腦與大屏顯示器電腦通過局域網(wǎng)連接。自編程序控制每次實驗任務呈現(xiàn)給個人筆記本電腦和共享大屏顯示器的顯示內(nèi)容。

2.2 實驗設計

實驗采用單因素（戰(zhàn)位布置設計方案A和方案B）完全被試內(nèi)設計（within subject design），2種戰(zhàn)位布置方案如圖2所示。圖中：原點表示艙室坐標（0，0）；1，2，3，4，5，6表示6個戰(zhàn)位位置；（x，y）表示各戰(zhàn)位在艙室中的位置坐標；δ表示共享顯示大屏幕的方向向量；?表示各戰(zhàn)位的方向向量。

圖2 戰(zhàn)位布置方案A與方案BFig.2 Layout scheme A and B of action station

2.3 實驗材料及任務

為模擬艙室內(nèi)實際任務情境，實驗中，被試共享1個顯示大屏幕。被試的個人顯示屏及共享大屏的顯示界面如圖3所示。其中，每名被試需要同時完成2項任務：一項任務為各被試獨立任務，即通過試卷形式完成3位數(shù)的加法，作為輔任務；另一項主任務為團隊決策任務，即完成對艦艇危險等級的判斷。被試需要盡可能快地根據(jù)規(guī)則正確完成團隊決策任務（艦艇危險指數(shù)總數(shù)超過100或不足100的判斷），普通報告的頁面及決策頁面分別如圖3（a）和圖3（b）所示。公共艦艇威脅指數(shù)的數(shù)值來源于共享大屏幕，如圖3（c）所示。

通過調(diào)研與訪談，對戰(zhàn)位間溝通頻率、各戰(zhàn)位的重要隸屬度和使用頻率、共享大屏幕需求程度等數(shù)據(jù)進行采集與統(tǒng)計分析，并歸一化處理，將不同數(shù)據(jù)單位進行格式化，使之統(tǒng)一為指定范圍（0～1之間）的無量綱數(shù)據(jù)。表1所示為戰(zhàn)位間的溝通頻率，表2所示為各戰(zhàn)位的重要隸屬度及使用頻率。

縣級異地防汛會商視頻會議系統(tǒng)的建成，實現(xiàn)了國家、省、市、縣四級防汛抗旱指揮部門的異地視頻會商，充分發(fā)揮了協(xié)同指揮和調(diào)度功能；同時，盧氏、欒川、南召等8個縣的異地防汛會商視頻會議系統(tǒng)延伸到了鄉(xiāng)鎮(zhèn)。異地防汛會商視頻會議系統(tǒng)已成為各級水利部門召開視頻會議、進行防汛會商的主要平臺。2012年7月3日，河南省防辦對山洪災害防治非工程措施項目建設的縣級防汛視頻會商系統(tǒng)進行了應急演練，并對防汛工作進行了安排部署；平頂山等市隨即召開了所轄縣視頻會議，對迎戰(zhàn)7月4日的強降雨進行了緊急部署；省、市、縣三級防汛視頻會商系統(tǒng)為應對此次強降雨提供了有力支撐，效果顯著。

實驗任務控制方法如下：

1）任務。完成獨立任務（3位數(shù)加法）+參與團隊任務（根據(jù)其戰(zhàn)位屏幕的提示上報艦艇危險指數(shù)或者直接進行決策，不同戰(zhàn)位角色任務有所區(qū)別）。

圖3 實驗界面示意圖Fig.3 Schematic of experiment interface

表1 作戰(zhàn)艙室各戰(zhàn)位間的溝通頻率Table 1 Communication frequency between action stations in operational room

2）溝通頻率。從上報對象或接受報告來源對象的次數(shù)上體現(xiàn)；溝通頻率越高的2個戰(zhàn)位，彼此間互相傳輸信息的次數(shù)越多。

3）重要隸屬度。從最終完成決策按鍵任務的戰(zhàn)位來體現(xiàn)，越重要的戰(zhàn)位完成決策的次數(shù)越多。

4）使用頻率。從完成本次團隊決策任務看，體現(xiàn)在是否需要某戰(zhàn)位個人屏幕中出現(xiàn)的艦艇危險指數(shù)；使用頻率越高的戰(zhàn)位，團隊決策任務中需要其戰(zhàn)位個人屏幕艦艇危險指數(shù)的次數(shù)越多。

5）對共享大屏幕的需求程度。從完成本次團隊決策任務是否需求共享大屏幕中出現(xiàn)的公共危險指數(shù)來體現(xiàn)；對大屏幕需求程度越高的戰(zhàn)位，在團隊決策任務中，其需要大屏幕公共艦艇危險指數(shù)的次數(shù)越多。

為避免可能的訓練效應與疲勞效應，實驗分為2個階段：一半被試先做方案A的20組團隊決策任務，然后再做方案B；另一半被試先做方案B的20組團隊決策任務，然后再做方案A。以其中一組決策任務為例，分別賦予戰(zhàn)位1～6的艦艇危險指數(shù)為 6，7，9，6，0，3，共享大屏幕的公共艦艇危險指數(shù)為5。各戰(zhàn)位個人顯示屏及共享大屏幕中的顯示內(nèi)容除了上述危險指數(shù)外，還包括表3所示的任務內(nèi)容。

根據(jù)表3所示的數(shù)據(jù)信息傳輸內(nèi)容，將團隊之間的數(shù)據(jù)傳輸關(guān)系通過圖4表示。決策戰(zhàn)位1最終將匯總的艦艇危險指數(shù)之和填入其決策頁面中的輸入框，若小于100，則判斷為安全，點擊個人顯示屏上的綠色“安全”按鈕。

表2 作戰(zhàn)艙室戰(zhàn)位功能的重要隸屬度及使用頻率Table 2 Importance and using frequency of action stations in operational room

被試按照指定座位入座后，主試對任務和決策規(guī)則進行說明，然后進入訓練階段。實驗中，每次任務出現(xiàn)前會有滴聲提示，然后共享顯示屏和個人顯示屏上均同時呈現(xiàn)相關(guān)信息，要求每名被試按照要求完成指定的3位數(shù)加法任務和團隊決策任務。

每次團隊決策任務提交后，屏幕提示該次任務完成，在滴聲后呈現(xiàn)下一組任務。依次反復，直到所有20組任務完成。每個階段的實驗（即某種戰(zhàn)位布置方案設計）結(jié)束后，個人顯示屏上呈現(xiàn)對本階段完成任務負荷水平進行的評分。評分量表采用NASA-TLX量表。

在每個階段中，20組團隊決策任務的順序隨機。實驗程序用C#語言編制。在操作任務中程序自動記錄每次團隊任務完成時間、團隊任務正確率，以及各被試工作負荷的主觀評分結(jié)果。

表3 一組典型團隊決策任務內(nèi)容Table 3 A typical group of team tasks

圖4 一組典型團隊決策任務數(shù)據(jù)傳輸關(guān)系圖Fig.4 Data transmission relationship in a typical team task

3 實驗結(jié)果及分析

對圖2中所示2種布置方案，一方面通過實驗進行工效測評，另一方面基于工效評價理論模型進行計算預測。表4所示為由式（1）～式（9）計算的團隊績效模型理論計算值及實驗統(tǒng)計結(jié)果。

1）任務完成時間。

布置任務完成時間從任務頁面呈現(xiàn)開始，到該次任務決策者按下決策按鍵作為結(jié)束，計算任務完成時間。布置對任務完成時間做威爾克松檢驗，2種布置方式下的任務完成時間差異顯著（p=0.00＜0.05），因此，方案B方式下的任務完成時間顯著短于方案A方式。

2）任務完成正確率。

在每組完成的2種布置下的各20次任務中，數(shù)值計算正確所占比例與判定“危險”與“安全”的決策正確的比例分別作為計算正確率和決策正確率。結(jié)果表明，各組計算正確率在60%～70%左右，大多數(shù)錯誤原因是任務過程中的計算錯誤。決策正確率都達到了90%以上。對于任務完成時間做威爾克松檢驗，2種布置方案下的計算正確率與決策正確率差異不顯著（p＞0.05）。

3）工作負荷。

NASA-TLX量表的得分可以反映被試在實驗任務中的工作負荷水平，得分越高，表明任務難度越大，工作負荷水平越高。實驗中，方案B方式下的工作負荷得分略低于方案A，對任務完成時間做威爾克松檢驗，結(jié)果表明兩種布置類型下的負荷得分差異不顯著（p＞0.05）。

表4 團隊績效模型理論計算值及實驗統(tǒng)計結(jié)果Table 4 Theoretical calculations of team performance model and experimental statistic results

4 討 論

實驗結(jié)果表明，方案B條件下的任務完成時間顯著少于方案A（p＜0.05），而在任務完成正確率和工作負荷評分上，2種布置之間均沒有差異（p＞0.05），則表明方案B在不降低任務完成質(zhì)量的前提下（方案A與方案B的任務完成正確率無差異），可以有效降低任務完成時間（方案A與方案B的任務完成時間差異顯著），提升任務完成效率，即團隊績效B＞A，可見實驗結(jié)果與理論模型的預測值完全一致。同時也表明，本文所提出的團隊績效理論計算模型是一種較為有效的工效預測方法。

本研究只選用了2個水平的布置方式，今后可適當增加不同的布置方式來進一步驗證理論模型算法在艙室戰(zhàn)位布置工效評價中的有效性。此外，在本實驗中，2種布置方案下的工作負荷差異不是很顯著，這可能是由于該實驗任務相對來說比較簡單，各戰(zhàn)位間的信息溝通也比實際作戰(zhàn)艙室中的信息溝通簡單，工作負荷均較小，因此在工作負荷指標上差異并不明顯。在以后的研究中，可以進一步探討在更為復雜的任務情境下，不同戰(zhàn)位空間布置方式對工作負荷水平的影響。

實驗后，對被試進行了簡單的訪談，80%的被試主觀傾向認為方案B的布置方式較好，主要原因在于方案B的布置方案中每個戰(zhàn)位與其他戰(zhàn)位聯(lián)系更緊密，有利于交流和各戰(zhàn)位操作人員對特征的掌握，在360°的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)各戰(zhàn)位的分布更有利于快速找到需要傳遞信息的隊友，不容易混亂。而且，中間重要程度高的兩個戰(zhàn)位處理信息更便捷、高效，有利于整體團隊績效的發(fā)揮。分析表明，本文所提出模型具有一定的工程應用價值，可通過以下幾個步驟進行戰(zhàn)位布置方案的評價：

1）建立各個布置方案的坐標體系并確定戰(zhàn)位及共享大屏幕等坐標位置，計算溝通努力距離、溝通努力角度及大屏幕視野范圍等。

2）參考表1、表2設計調(diào)查問卷對作戰(zhàn)艙室專家用戶進行調(diào)研訪談，對作戰(zhàn)艙室中各戰(zhàn)位使用的重要隸屬度、作戰(zhàn)使用頻率及溝通頻率等數(shù)據(jù)進行采集和處理；最后，基于本文提出的計算模型式（1）～式（9）對各布置方案所支持的團隊績效水平理論值進行計算和比較，從而實現(xiàn)對各個戰(zhàn)位布置方案的工效評價。

5 結(jié) 語

本文針對目前多任務作戰(zhàn)艙室戰(zhàn)位布置方案的評價和優(yōu)選，提出一種在布置方案設計階段可實施的基于團隊績效的工效評價理論計算模型，并對2種布置方案進行理論計算和工效評價預測，開展了團隊決策任務的模擬實驗，測量并分析了任務完成時間、任務完成正確率、工作負荷等指標。實驗結(jié)果表明：本文所提出的團隊績效評價模型理論預測值與實驗結(jié)果完全一致，驗證了本文所提出理論模型的有效性，為作戰(zhàn)指揮艙室戰(zhàn)位布置方案的工效評價、優(yōu)選和研制提供了一種新的方法和理論基礎。

［1］黃坤，徐俊，閔紹榮.潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)戰(zhàn)位復用技術(shù)初探［J］.中國艦船研究，2009，4（5）：63-66.HUANG K，XU J，MIN S R.Reuse technology of ac?tion stations for submarine combat systems［J］.Chi?nese Journal of Ship Research，2009，4（5）：63-66（in Chinese）.

［2］王威，閔紹榮，謝紅勝，等.用于艦艇效能評估的蘭徹斯特方程改進研究［J］.中國艦船研究，2013，8（1）：98-101，122.WANG W，MIN S R，XIE H S，et al.Improved Lanchester equations for the ships'operational effec?tiveness evaluation［J］.Chinese Journal of Ship Re?search，2013，8（1）：98-101，122（in Chinese）.

［3］李加祥，王延章，趙曉哲.艦艇作戰(zhàn)指揮決策建模研究［J］.艦船科學技術(shù)，2005，27（4）：39-42，46.LI J X，WANG Y Z，ZHAO X Z.Study on the model?ing of warship operations command and decision［J］.Ship Science and Technology，2005，27（4）：39-42，46（in Chinese）.

［4］中國人民解放軍總裝備部.軍事裝備和設施的人機工程設計準則：GJB 2873-97［S］.北京：中國人民解放軍總裝備部，1997.People's Liberation Army General Armament Depart?ment.Human engineering design criteria for military equipment and facilities：GJB 2873-97［S］.Beijing：People's Liberation Army General Armament Depart?ment，1997（in Chinese）.

［5］中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會.控制中心人機工程設計導則第7部分：控制室的布局：DL/T 575.7-1999［S］.北京：中國電力出版社，2000.People's Republic of China State Economic and Trade Commission.Ergonomic principles for the design of control centres Part 7： control room layout： DL/T 575.7-1999 ［S］.Beijing： China Electric Power Press，2000（in Chinese）.

［6］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.控制中心的人類工效學設計第3部分：控制室的布局：GB/T 22188.3-2010［S］.北京：中國標準出版社，2011.Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of People's Republic of China.Ergonomic design of control centres-Part 3：control room layout：GB/T 22188.3-2010［S］.Beijing： China Standard Press，2011（in Chinese）.

［7］王金敏，王玉新，查建中.布局問題約束的分類及表達［J］.計算機輔助設計與圖形學學報，2000，12（5）：349-354.WANG J M，WANG Y X，CHA J Z.Classification and representation of constraints in packing problem［J］.Journal of Computer Aided Design and Computer Graphics，2000，12（5）：349-354（in Chinese）.

［8］鄭曉軍.生產(chǎn)車間設施布局優(yōu)化方法研究［D］.大連：大連理工大學，2010.ZHENG X J.Research on layout optimization of work?shop facilities［D］.Dalian：Dalian University of Tech?nology，2010（in Chinese）.

［9］趙川.機械加工車間設備布局優(yōu)化模型及求解算法研究［D］.重慶：重慶大學，2010.

ZHAO C.Study on optimization model and solution al?gorithm of mechanical workshop equipment layout［D］.Chongqing：Chongqing University，2010（in Chinese）.

［10］劉雙，完顏笑如，莊達民，等.基于注意資源分配的情境意識模型［J］.北京航空航天大學學報，2014，40（8）：1066-1072.LIU S，WANYAN X R，ZHUANG D M，et al.Situa?tional awareness model based on attention allocation［J］.Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics，2014，40（8）：1066-1072（in Chinese）.

［11］王南星，王勁松，李國偉.基于熵理論的網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究［J］.指揮控制與仿真，2016，38（1）：13-17.WANG N X，WANG J S，LI G W.Cyberspace com?bat command system structure optimization based on entropy theory［J］.Command Control&Simulation，2016，38（1）：13-17（in Chinese）.

［12］LIU S，WANYAN X R，ZHUANG D M.Modeling the situation awareness by the analysis of cognitive process［J］.Bio-Medical Materials and Engineering，2014，24（6）：2311-2318.

［13］HOOEY B L，GORE B F，WICKENS C D，et al.Modeling pilot situation awareness［M］//CACCIABUE C，HJ?LMDAHL M，LUEDTKE A，et al.Human modelling in assisted transportation.Milan：Spring?er，2011：207-213.

Ergonomic evaluation model of operational room based on team performance

YANG Zhiyi1，LIU Shuang2，LIAO Zhen2，F(xiàn)an Yao1
1 Department of Information System，System Engineering Research Institute，Beijing 100094，China
2.Marine Human Factors Engineering Lab，Institute of Marine Technology&Economy，Beijing 100081，China

A theoretical calculation model based on the ergonomic evaluation of team performance was proposed in order to carry out the ergonomic evaluation of the layout design schemes of the action station in a multitasking operational room.This model was constructed in order to calculate and compare the theoretical value of team performance in multiple layout schemes by considering such substantial influential factors as frequency of communication， distance， angle， importance， human cognitive characteristics and so on.An experiment was finally conducted to verify the proposed model under the criteria of completion time and accuracy rating.As illustrated by the experiment results，the proposed approach is conductive to the prediction and ergonomic evaluation of the layout design schemes of the action station during early design stages，and provides a new theoretical method for the ergonomic evaluation，selection and optimization design of layout design schemes.

operational room；action station layout；ergonomic evaluation；team performance

U674.702

：ADOI：10.3969/j.issn.1673-3185.2017.03.005

http://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1755.TJ.20170512.1308.042.html期刊網(wǎng)址：www.ship-research.com

楊致怡，劉雙，廖鎮(zhèn)，等.基于團隊績效的作戰(zhàn)艙室工效評價模型［J］.中國艦船研究，2017，12（3）：29-35，85.

YANG Z Y，LIU S，LIAO Z，et al.Ergonomic evaluation model of operational room based on team performance［J］.Chinese Journal of Ship Research，2017，12（3）：29-35，85.

2016-09-14< class="emphasis_bold">網(wǎng)絡出版時間

時間：2017-5-12 13:08

楊致怡，男，1980年生，高級工程師。研究方向：水面艦艇作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)及綜合電子信息系統(tǒng)。E-mail：sunny19861114@sina.com

劉雙（通信作者），女，1986年生，博士，高級工程師。研究方向：艦船人因工程。E-mail：liushuangbh@163.com

廖鎮(zhèn)，男，1983年生，碩士，高級工程師。研究方向：艦船人因工程。E-mail：lzhen24@163.com

樊垚，男，1987年生，碩士，工程師。研究方向：水面艦艇作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)及綜合電子信息系統(tǒng)。E-mail：530186452@qq.com