情況感知理論在報警顯示設計中的運用

I目錄

■CONTENTS

第一部分情況感知理論概述..................................................2

第二部分駕駛員情況感知的建立..............................................4

第三部分報警顯示設計原則..................................................6

第四部分報警顯示的層次結構................................................9

第五部分報警信息的編碼方式................................................II

第六部分報警信息的呈現(xiàn)策略...............................................14

第七部分報警顯示的反饋機制...............................................16

第八部分情況感知理論評估..................................................19

第一部分情況感知理論概述

關鍵詞關鍵要點

情況感知理論概述

主題名稱：認知過程1.情況感知是一個動態(tài)過程，涉及多個認知過程，包括感

知、注意、記憶、決策等。

2.感知過程將環(huán)境信息轉化為認知表征，并受到個人經驗、

知識和期望的影響C

3.注意過程選擇和集中于相關信息，而抑制無關信息，以

形成情況感知。

主題名稱：心智模型

情況感知理論概述

定義

情況感知是一種對當前環(huán)境的理解，包括對事件、目標、資源和自身

的能力的認識。它涉及獲取、解釋和利用信息以形成對周圍環(huán)境的準

確認知，從而支持決策和行動。

理論基礎

情況感知理論源自認知心理學和人機交互領域，其核心假設是：

*人類認知具有局限性，無法處理大量信息。

*人類依靠先驗知識和經驗來理解和解釋信息。

*情況感知是一個主動的過程，涉及搜集和處理信息，并根據環(huán)境進

行調整。

關鍵要素

情況感知理論包含幾個關鍵要素：

*感知：從環(huán)境中獲取信息。

*理解：解釋和整合感知信息。

*預測：根據當前情況預測未來事件。

*決策：基于情況感知做出決策。

模型

最常見的模型是Endsley的三級情況感知模型：

*一級：感知：對環(huán)境元素的識別和理解。

*二級：理解：預測要素之間的關系和狀態(tài)。

*三級：預測：推斷未來狀態(tài)和事件，并規(guī)劃相應行動。

影響因素

影響情況感知的因素包括：

*信息質量：可用信息的準確性、完整性和相關性。

*工作負荷：同時處理的任務數量和復雜性。

*先驗知識：個人對任務環(huán)境的熟悉程度。

*顯示界面：警報顯示和信息的呈現(xiàn)方式。

在報警顯示設計中的應用

情況感知理論在報瞥顯示設計中至關重要，因為它強調了有效傳達信

息的必要性，以便操作員快速準確地感知和理解警報消息。這包括:

*優(yōu)先顯示最相關的警報，并提供足夠的信息以進行判斷。

*使用標準化的報警格式和符號，減少認知負荷。

*整合歷史信息和趨勢數據，以促進預測。

*允許操作員根據需要調整警報設置和過濾器。

通過應用情況感知理論，報警顯示設計可以優(yōu)化操作員的信息處理能

力，提高警報的有效性，并減少潛在的風險。

第二部分駕駛員情況感知的建立

關鍵詞關鍵要點

駕駛員情況感知的建立

主題名稱：感知需求的確定1.明確駕駛任務的特定要求，包括對道路、車輛和周圍環(huán)

境的感知需求。

2.考慮環(huán)境因素，如天氣條件、道路狀況和交通流量，以

及駕駛員的個人能力C

3.采用用戶研究方法，如問卷調查、模擬和觀察駕駛行為，

以了解駕駛員的感知需求。

主題名稱：信息源的識別

駕駛員情況感知的建立

駕駛員情況感知是駕駛員對車輛周圍環(huán)境和自身狀態(tài)的感知、理解和

預測的過程，是安全駕駛的基礎。情況感知理論在報警顯示設計中有

著重要的應用價值，可以幫助駕駛員在駕駛過程中快速準確地獲取必

要信息，從而提升駕駛安全。

1.外部感知

外部感知是指駕駛員對車輛周圍環(huán)境的感知，包括對其他車輛、行人、

道路狀況和交通標志的感知。建立有效的外部感知是駕駛員安全駕駛

的關鍵。

*視野：駕駛員的視野范圍和清晰度直接影響外部感知的質量。遮擋

物、眩光和疲勞等因素都會對駕駛員的視野造成影響，從而降低外部

感知能力。

*視覺搜索：駕駛員通過視覺搜索獲取周圍環(huán)境信息。視覺搜索的有

效性取決于駕駛員的注意力、掃描策略和環(huán)境復雜性。

*環(huán)境感知：駕駛員需要對周圍環(huán)境進行綜合感知，包括對道路狀況、

交通流量和潛在危險的識別和預測。環(huán)境感知能力與駕駛員的經臉、

知識和認知能力有關。

2.內部感知

內部感知是指駕駛員對自己身體狀態(tài)和車輛狀態(tài)的感知，包括對自身

疲勞程度、注意力水平和車輛性能的感知。準確的內部感知對于駕駛

員做出合理的安全決策至關重要。

*疲勞檢測：駕駛員的疲勞程度會顯著影響其認知能力和反應時間，

從而降低駕駛安全。報警顯示系統(tǒng)可以通過生理指標（如眼皮運動、

頭部活動）或行為指標（如方向盤操作、制動頻率）來檢測駕駛員疲

勞，并及時發(fā)出警告。

*注意力監(jiān)測：駕駛員的注意力水平會受至J環(huán)境因素（如噪音、振動）

和個人因素（如疲勞、情緒）的影響。報警顯示系統(tǒng)可以通過眼球追

蹤、腦電圖等技術來監(jiān)測駕駛員的注意力水平，并在注意力分散時發(fā)

出警示。

*車輛狀態(tài)感知：駕駛員需要及時了解車輛的狀態(tài)，包括燃油余量、

輪胎氣壓和制動系統(tǒng)性能。報警顯示系統(tǒng)可以通過傳感器和儀表盤將

車輛狀態(tài)信息傳達給駕駛員。

3.情勢感知

情勢感知是指駕駛員對周圍環(huán)境和自身狀態(tài)的綜合理解和預測，是駕

駛員駕駛決策的基礎。建立有效的駕駛情勢感知需要整合外部感知、

內部感知和以往經驗。

*危險感知：駕駛員需要及時識別和預測潛在危險，如其他車輛的危

險操作、道路結冰和行人闖紅燈。危險感知能力與駕駛員的經驗、認

知能力和駕駛環(huán)境有關。

*風險評估：在識別危險后，駕駛員需要對危險的嚴重程度和發(fā)生的

可能性進行評估，從而決定采取何種應對措施。風險評估能力與駕駛

員的風險意識、知識和經驗有關。

*決策制定：基于危險感知和風險評估，駕駛員需要做出合理的駕駛

決策。決策制定能力與駕駛員的認知能力、駕駛經驗和心理狀態(tài)有關。

4.輔助技術

隨著智能駕駛技術的發(fā)展，各種輔助技術應運而生，可以幫助駕駛員

建立和維持情況感知。

*駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)：ADAS包括車道偏離警告、盲區(qū)監(jiān)測和自

適應巡航控制等系統(tǒng)，可以補充駕駛員的外部感知和情勢感知能力。

*抬頭顯示器(HUD)：HUD將重要信息(如車速、導航指令)投影到

駕駛員的視野范圍內，減少了駕駛員低頭查看儀表盤的時間，從而提

升了外部感知能力。

*虛擬現(xiàn)實(VR)：VR技術可以模擬各種駕駛場景，為駕駛員提供沉

浸式的訓練體驗。VR訓練可以幫助駕駛員提高危險感知和應對能力。

通過利用情況感知理論，報警顯示設計可以幫助駕駛員有效獲取必要

信息，提升外部感知、內部感知和情勢感知能力，從而提高駕駛安全

和效率。

第三部分報警顯示設計原則

關鍵詞關鍵要點

【視覺清晰度】

*使用顏色、形狀和大小等視覺元素清晰區(qū)分不同類型的

報警。

*確保報警信息易于閱讀和理解，避免使用復雜的術語或

縮寫。

*優(yōu)化顯示布局和層級，在需要時用視覺提示引導操作員

注意關鍵信息。

【信息層次結構】

報警顯示設計原則

1.吸引注意力

*使用對比色、閃爍、警報聲等顯著元素，使報警顯示在嘈雜的環(huán)境

中也能脫穎而出。

*確保報警顯示位于操作人員的視線范圍為，不易被遮擋。

*采用多模態(tài)顯示方式，例如視覺、聽覺和觸覺，以增強警報的感知

性。

2.提供明確的信息

*顯示報警的優(yōu)先級、性質和來源，確保操作人員清楚地了解需要采

取的行動。

*使用簡潔易懂的文字和符號，避免使用術語或縮寫。

*提供有關報警原因和潛在影響的附加信息，幫助操作人員進行故障

排除。

3.促進快速決策

*簡化報警顯示的布局，使操作人員能夠快速掃描和理解信息。

*使用直觀的導航控件，允許操作人員輕松訪問報警詳情和控制選項。

*允許操作人員按優(yōu)先級過濾和排序報警，專注于最重要的任務。

4.減少誤報

*實施故障安全措施，例如冗余系統(tǒng)，以防止誤報。

*允許操作人員確認報警，減少由于誤操作或系統(tǒng)故障造成的虛假警

報。

*提供有關報警歷史和趨勢的信息，幫助操作人員了解誤報的潛在原

因。

5.支持情境意識

*將報警顯示與其他相關信息集成，例如系統(tǒng)狀態(tài)、操作人員日志和

傳感器數據。

*提供地理空間可視化，顯示報警的位置和受影響的區(qū)域。

*允許操作人員查看報警的事件歷史，幫助他們了解情況并做出明智

的決策。

6.符合人體工程學原則

*使用符合人體工程學設計的控件和顯示器，以最大程度地減少操作

員的疲勞和錯誤。

*確保報警顯示易于讀取和理解，即使在長時間值班時也是如此。

*提供可調節(jié)的顯示選項，以適應不同操作人員的偏好和能力。

7.基于證據決策

*使用數據驅動的分析和用戶研究來確定有效的報警顯示設計原則。

*定期評估報警顯示的性能，并根據反饋進行改進。

*采用標準和最佳實踐，確保報警顯示設計符合行業(yè)規(guī)范和法規(guī)。

研究支持

*一項研究發(fā)現(xiàn)，使用對比色和閃爍的報警顯示可以顯著提高報警檢

測率(Erikssonetal.,2006)o

*另一項研究表明，使用明確的信息和直觀的導航控件可以幫助操作

人員更快地做出決策并減少錯誤(Olsson&Svedholm,2007)0

*此外，符合人體工程學原則設計的報警顯示被證明可以降低操作員

的疲勞和提高滿意度(Sanders&McCormick,2013)。

遵循這些原則對于設計有效且符合人體工程學原理的報警顯示至關

重要，這些顯示可以增強操作人員的情況感知、促進快速決策并減少

誤報。

第四部分報警顯示的層次結構

關鍵詞關鍵要點

報警顯示的層次結構

主題名稱：感知優(yōu)先級1.根據事件的嚴重性和緊迫性對報警進行分類，以確保最

關鍵的信息在第一時間得到接收。

2.利用顏色、閃爍、聲音和其他視覺和聽覺提示來區(qū)分不

同優(yōu)先級的報警。

3.根據操作員的任務和職責定制感知優(yōu)先級，優(yōu)化警報傳

遞的效率。

主題名稱：時間關鍵性

報警顯示的層次結構

情況感知理論強調多層次信息處理，以建立對環(huán)境的全面理解。在報

警顯示設計中，這一原則體現(xiàn)在采用分層結構，將信息組織成不同級

別，以滿足不同操作員的需求。

一級報警顯示

一級報警顯示是報警狀態(tài)中最關鍵的信息，旨在在第一時間提醒操作

員存在緊急情況。此類顯示通常位于操作員視野中醒目的位置，并使

用諸如閃爍燈、警報聲和顏色編碼等顯著的視覺和聽覺線索。一級報

警顯示的主要目標是：

*迅速引起操作員的注意

*清楚指示緊急情況的類型和嚴重性

*提供有關立即采取行動所需的必要信息

二級報警顯示

二級報警顯示提供了對一級報警的更詳細描述，包括以下信息：

*緊急情況的具體位置（例如設備名稱、區(qū)域編號）

*緊急情況的性質（例如故障類型、警報閾值）

*建議或所需的行動步驟

*問題診斷信息

二級報警顯示通常通過文本顯示、圖形或其他交互式元素進行呈現(xiàn)。

其目的是幫助操作員了解緊急情況的范圍和性質，以便做出明智的決

策。

三級報警顯示

三級報警顯示提供更深入的診斷和故障排除信息。此類顯示通常位于

專用的工作站或控制臺上，僅在需要時才可訪問。三級報警顯示的主

要目標是：

*允許操作員診斷和隔離故障的根本原因

*為采取糾正措施提供詳細指導

*記錄報警事件以供后續(xù)分析

報警顯示的層次結構范例

以下示例說明了報警顯示層次結構如何應用于實際系統(tǒng)：

一級報警顯示：

*閃爍的紅色燈光

*響亮的警報聲

*“緊急”字樣

二級報警顯示：

*“冷卻系統(tǒng)故障”文本

*“主冷卻泵異?！蔽谋?/p>

*”請檢查冷卻泵”指令

三級報警顯示：

*冷卻泵傳感器讀數圖

*冷卻泵維護手冊

*冷卻泵故障診斷指南

通過將報警顯示組織成層次結構，設計人員可以確保操作員在正確的

時間獲得正確的信息。一級報警顯示提供即時警報，二級報警顯示提

供更詳細的描述，三級報警顯示提供診斷和故障排除支持。這種分層

方法提高了情況感知，使操作員能夠迅速響應緊急情況并最大限度地

減少停機時間。

第五部分報警信息的編碼方式

關鍵詞關鍵要點

主題名稱：信息視覺化

1.利用顏色、形狀、大小等視覺元素編碼報警信息，使之

易于識別和區(qū)分。

2.采用信息圖、圖表和儀表盤等可視化技術，直觀地呈現(xiàn)

報警數據和趨勢。

3.結合符號和圖標，減〃文字依賴，增強報警信息的理解。

主題名稱：語言編碼

報警信息的編碼方式

報警信息的編碼方式是指將報警信息轉化為可供顯示設備呈現(xiàn)的特

定格式和結構的過程。在報警顯示設計中，常見的報警信息編碼方式

包括：

1.顏色編碼

顏色編碼是一種簡單直觀的方式，通過不同的顏色來指示報警信息的

優(yōu)先級和類型。例如：

*紅色：高優(yōu)先級報警，需要立即采取行動

*黃色：中等優(yōu)先級報警，需要盡快關注

*綠色：低優(yōu)先級報警，可以稍后處理

*藍色：信息性消息，不需緊急響應

2.閃爍編碼

閃爍編碼通過控制報警信息的閃爍頻率或模式來指示其優(yōu)先級。例如:

*快速閃爍：高優(yōu)先級報警

*緩慢閃爍：中等優(yōu)先級報警

*持續(xù)亮起：低優(yōu)先級報警

3.形狀編碼

形狀編碼使用不同的形狀來表示不同的報警類型。例如：

*圓形：一般報警

*三角形：警告性報警

*正方形：緊急性報警

*實心形狀：高優(yōu)先級報警

*空心形狀：低優(yōu)先級報警

4.數字編碼

數字編碼使用數字來指示報警的優(yōu)先級或類型。例如：

*1級：最高優(yōu)先級報警

*2級：中等優(yōu)先級報警

*3級：低優(yōu)先級報警

5.文本編碼

文本編碼使用文字描述來提供有關報警的詳細信息。例如：

*“火災警報”

*“系統(tǒng)故障”

*“通信中斷”

6.復合編碼

復合編碼結合了多種編碼方式，以提供更全面的報警信息。例如：

*紅色的閃爍圓形：高優(yōu)先級火災警報

*綠色的持續(xù)亮起的三角形：低優(yōu)先級的故障警告

選擇合適的報警信息編碼方式取決于具體應用場景和顯示設備的限

制?？紤]因素包括：

*報警信息的類型和優(yōu)先級

*顯示設備的尺寸和分辨率

*用戶的認知能力和對顏色和形狀的識別能力

*編碼方式的直觀性和易用性

通過有效地編碼報警信息，報警顯示系統(tǒng)可以清晰簡潔地向用戶傳達

重要信息，從而促進及時的響應和有效的決策。

第六部分報警信息的呈現(xiàn)策略

關鍵詞關鍵要點

報警信息的呈現(xiàn)策略

主題名稱：感知性編碼1.利用視覺、聽覺或觸覺等多個感官通道呈現(xiàn)報警信息，

增加警報的可感知性。

2.使用顏色、閃爍、聲音和振動等醒目的編碼方案，實現(xiàn)

信息快速識別和響應。

3.優(yōu)化報警信息的布局和組織，確保用戶能夠輕松理解和

定位相關信息。

主題名稱：信息層次結構

報警信息的呈現(xiàn)策略

1.顯著性

報警信息應設計為顯著和引人注目，即使在復雜或分散注意力的環(huán)境

中也能快速感知。這可以通過使用以下策略來實現(xiàn)：

*顏色對比度：使用對比鮮明的顏色，例如紅色和白色，以使報警信

息脫穎而出。

*閃爍或脈沖：使報警信息閃爍或脈沖，乂吸引用戶的目光。

*位置：將報警信息放置在屏幕的顯著位置，例如中心或上方。

*大小和形狀：使用大尺寸和醒目的形狀（如三角形或圓圈）來增加

報警信息的可見性c

2.簡潔性

報警信息應簡潔明了，便于快速理解。應避免使用冗余或復雜語言。

*關鍵信息：僅顯示與報警相關的關鍵信息，例如警報類型、源和時

間。

*簡潔詞句：使用簡潔明了的詞句，避免使用技術術語或行話。

*縮寫和符號：使用眾所周知的縮寫和符號，以簡化信息。

3.清晰性

報警信息應易于閱讀和理解。這可以通過以下策略來實現(xiàn)：

*清晰的字體：使用清晰易讀的字體，避免使用花哨或復雜的字體。

*適當的字體大小：使用適當的字體大小，確保信息在不同距離都能

輕松讀取。

*背景對比度：確保報警信息具有足夠的背景對比度，以提高其可見

性。

*視覺空間：使用視覺空間分隔不同的信息元素，提高易讀性。

4.相關性

報警信息應與用戶當前的任務或活動相關。這可以幫助用戶快速識別

和響應報警。

*上下文感知：設計報警信息以適應不同的上下文，例如用戶的位置、

時間和先前交互。

*用戶定制：允許用戶自定義報警信息，以滿足其特定需求。

*過濾和排序：提供過濾和排序選項，使用戶能夠查看與特定任務或

活動最相關的報警信息。

5.權限控制

報警信息的顯示應受權限控制，確保只有授權用戶才能訪問敏感信息。

這可以通過以下策略來實現(xiàn)：

*角色和權限：定義不同的用戶角色和權限級別，限制對報警信息的

訪問。

*身份驗證：要求用戶使用適當的憑據（例如用戶名和密碼）驗證其

身份。

*訪問記錄：記錄用戶的報警信息訪問，乂進行審計和安全目的。

6.人因工程原則

報警信息的呈現(xiàn)應符合人因工程原則，以優(yōu)化用戶體驗。這包括：

*認知負載：避免過載用戶認知能力的信息。

*視覺疲勞：減少可能導致視覺疲勞的閃爍或脈沖。

*易用性：確保報警信息呈現(xiàn)簡單易用，即使對于非熟練用戶而言也

是如此。

*反饋：為用戶提供有關報警信息狀態(tài)和交互的反饋。

第七部分報警顯示的反饋機制

關鍵詞關鍵要點

【報警顯示的實時反饋】：

1.實時反饋是指報警顯示系統(tǒng)在用戶操作或系統(tǒng)狀態(tài)改變

時立即提供響應，讓用戶時刻了解當前情況。

2.實時反饋通過視覺、聽覺或觸覺等方式呈現(xiàn)，確保用戶

及時獲取重要信息并做出適當的反應。

3.實時反饋有助于提高用戶對系統(tǒng)操作的信心，并降低由

于延遲或不準確信息而產生錯誤的風險。

【報警顯示的可視化反饋】：

報警顯示的反饋機制

反饋機制在報警顯示中至關重要，它允許操作員監(jiān)控和調整報警系統(tǒng),

以確保其有效性和準確性。報警顯示的反饋機制可以分為兩種主要類

型：

確認反饋

確認反饋使操作員能夠確認已收到報警并已采取適當的行動。確認反

饋可以包括：

*確認按鈕：需要操作員手動確認報警。

*自動確認：當系統(tǒng)識別出報警已被解決時，自動確認報警。

*視覺確認：報警顯示屏會發(fā)生變化以指示報警已確認。

狀態(tài)反饋

狀態(tài)反饋提供有關報警系統(tǒng)當前狀態(tài)的信息，包括報警的嚴重程度、

已采取的行動以及系統(tǒng)可用性。狀態(tài)反饋可以包括：

*報警狀態(tài)指示器：顯示報警的當前狀態(tài)（例如，活動、確認、已解

決）。

*系統(tǒng)可用性指示器：顯示報警系統(tǒng)的可用性和功能狀態(tài)。

*警報日志：記錄已收到的報警及其解決的信息。

反饋機制的設計原理

報警顯示的反饋機制設計必須遵循以下原理：

*及時性：反饋信息應及時提供，以便操作員可以快速響應報警。

木清晰度：反饋信息應清晰易懂，以避免誤解。

*可靠性：反饋機制應可靠且準確，以確保操作員對系統(tǒng)狀態(tài)有信心。

*可用性：反饋信息應隨時可用，即使在報警期間也是如此。

*可定制性：反饋機制應可定制，以適應不同的操作員偏好和報警系

統(tǒng)要求。

反饋機制的益處

報警顯示的反饋機制提供以下益處：

*提高操作員信心：操作員可以通過接收有關報警系統(tǒng)狀態(tài)的反饋來

提高對其可靠性的信心。

*減少錯誤：反饋機制有助于減少操作員錯誤，因為他們可以確認已

收到報警并采取了適當的行動。

*改善決策：通過提供有關報警系統(tǒng)狀態(tài)的信息，反饋機制有助于操

作員做出明智的決策。

*提高效率：反饋機制可以提高報警處理的效率，因為操作員可以快

速確認和解決報警C

*增強安全性：反饋機制可以增強安全性，確保報警不會被忽略或以

錯誤的方式處理。

結論

反饋機制是報警顯示系統(tǒng)的重要組成部分。通過提供有關報警系