人机交互设计对坦克装甲车辆的作战效能的影响

显控综合技术即人机交互技术（Human-Machine Interaction Techniques，HMIT），是指通过一定的输入、输出设备，以一定的方式实现人与机器之间的信息、能量甚至物质的交换，完成人对机器的监视/控制/操作等任务，达到“安全、健康、舒适、高效”目的的技术。显然，人机交互技术是人因工程（Human Factors Engineering）的一部分。对于信息系统而言，人机交互技术的核心是通过设计人机交互系统以适应人体尺寸、人体力学性能（包括人体质量、质心、运动速度、力、作用时间、功率）、劳动生理性能（包括体力负荷、脑力负荷、反应、疲劳机制）和劳动心理性能（心理负荷和心理机制），达到“机宜人”“人适机”的状态。在工程上，由于人体的复杂性和多样性，以及人因工程评价标准很难量化等因素，人机交互系统的设计往往定位在：人机功能分配中，使人的生理、心理负荷控制在正常阈值范围内；人机交互系统设计时充分考虑人产生失误的情况下，确保人身安全，不致严重影响系统的功能。

随着科技的进步和武器装备的发展，人机交互领域不断涌现出新的概念和新的技术，这些技术在民用领域一次又一次地改变了人们的工作、生活和娱乐方式，在军事领域中的广泛应用则不断推动作战模式和武器装备发生变革。俄军布伦诺克就明确指出，“拥有用来搜集信息、共享信息和组织协同的技术设备和条件，……适用于不同用户的信息显示设备是实现信息优势的核心条件之一”。在武器装备设计中充分考虑人的因素，能够显著增强作战效能、提高可用性、增强感知能力、减少决策和反应时间、降低操作失误。图4-2为几种典型装备的人机交互环境。

人机交互系统属于典型的任务关键系统，开发智能化的人机界面以支持全新的信息系统设计，一直是世界主要军事强国竞相追逐的战略技术制高点。2006年美国政府研究报告《复杂系统自适应人机界面研究述评与展望》就提出将用户信息感知和认知过程融入自适应人机界面的设计和开发过程，并注重软计算方法和技术在这一领域的应用。2013年美国总统国情咨文中提出的“脑计划”研究则可被看作其具体实施的关键部分。欧盟委员会在2013年年初也将人脑工程入选“未来新兴旗舰技术项目”，相关研究的应用领域之一就是智能人机界面的设计和开发。

对于坦克装甲车辆来说，只有通过“人”（乘员）这一关键因素的感知、处理、决策、指挥、控制，才能发挥其强大的作战能力；面向未来网络中心战的军事需求，只有通过人与人的协同，以及人与坦克装甲车辆的高效交互，才能实现有效协同，提高坦克装甲车辆的协同作战能力。因此，在坦克装甲车辆的设计过程中，必须在全寿命周期内考虑“人”的重要性，把乘员作为系统中的一个重要组成部分，这样才能从真正意义上提高坦克装甲车辆的整体作战能力。

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图4-2　典型装备的人机交互环境

（a）波音777飞机人机交互环境；（b）F-22飞机人机交互环境；（c）美军核潜艇人机交互环境；（d）德国“豹”ⅡRevolution主战坦克车长人机交互环境

在传统的坦克装甲车辆设计中，设计人员往往将更多的注意力放在系统的功能实现和性能指标上，较少考虑人的因素。这种设计导致在装备设计完成后，乘员需要进行大量的训练去适应装备，而且仍然会出现操作不便、效率低下等问题，无法充分发挥装备的作战效能，导致装备在列装之后，还需要通过频繁的改进来解决乘员提出的可用性问题。

从乘员完成作战任务的角度来说，无论作战模式、作战样式如何变化，坦克装甲车辆采用技术如何先进，乘员进入战场后最关心的是作战任务是什么及如何完成任务，即当前在哪儿、应该做什么、目标是什么、怎么做，所有这些需求都要求设计人员为乘员提供更好的人机交互手段，提供更直观的态势感知能力、有效的操控能力和及时准确的辅助决策能力。因此，人机交互系统设计的优劣，直接决定了乘员高效完成作战任务的能力。

随着作战样式越来越多样化、作战任务越来越复杂，以及坦克装甲车辆的信息化程度越来越高，显示在乘员人机交互界面上的信息量成倍增加，增加了乘员操作车辆的复杂性，导致乘员的工作负荷越来越重，认知、心理、运动负荷已接近甚至超过人的心理、生理极限，潜在地导致乘员的超负荷工作和人因错误的增加，降低了坦克装甲车辆的安全性，影响了作战任务的高效完成。人机交互设计的目的就是尽可能地降低乘员的任务难度，提高其认知效率和任务执行质量，从而提高坦克装甲车辆的作战效能。人机交互系统设计是以坦克装甲车辆乘员为中心，以高效完成作战任务为目标，对乘员的人机功能分配、显示和操控资源、显控界面，以及乘员操控流程进行规划和优化设计。良好的人机交互设计不仅能极大地减轻乘员的工作负荷，而且能够显著地提高坦克装甲车辆的作战效能。更重要的是，人机交互设计从根本上改变了坦克装甲车辆的设计理念，从传统的人去适应装备、使用装备转变为根据人的使用需求去设计装备，促进了乘员由传统的“设备操作者”向“战术决策者”的转变，对坦克装甲车辆的发展具有重要的军事意义。