空管自動化系統人機界面用戶體驗研究

孫奇偉，王敏（中國電科28所，空中交通管理系統與技術國家重點實驗室，江蘇南京，210014）

空管自動化系統人機界面用戶體驗研究

孫奇偉，王敏
（中國電科28所，空中交通管理系統與技術國家重點實驗室，江蘇南京，210014）

該文以用戶體驗為中心，結合空管自動化系統人機界面交互實際，研究用戶體驗模型。以該模型為基礎，從空管專業實際應用背景出發進行人機界面設計，努力提升管制員對系統的使用體驗，旨在為新一代空管自動化系統界面設計提供新的思路。關鍵詞：用戶體驗；空管自動化系統；人機界面；模型

0 引言

空管自動化系統作為空管部門實施對空指揮的核心系統和國家空防系統的重要組成部分，是為管制員提供全面、準確的航空器飛行信息的重要工具，為提高航空運輸效率、促進空中交通安全提供了重要保障[1]。系統一般由前臺態勢計劃顯示和后臺業務數據處理兩部分組成。對于管制員日常值班，接觸和感受最多的是前臺人機界面部分。人機界面實現了系統與人之間最直接的交互，它不僅僅是業務功能的直接展現，更是用戶體驗的感官來源。

在以往工業化的設計模式中，產品的實用性是設計的重點。現如今，用戶體驗成為當前設計的關鍵，產品設計需要更多地關注用戶使用時體驗到的便捷性和舒適性[2]。

1 概述

1.1 用戶體驗定義

對于軟件系統來說，用戶體驗是指用戶通過與系統交互時獲得的直接感官體驗在經過思考分析后產生的對軟件的界面和基本性能和操作感受的一個主觀的綜合評價。這種主觀的評價會影響用戶的行動進而產生相關的行為，并且會對其他人產生影響[3]。例如，用戶在使用空管自動化系統時，首先會對界面有個直接的視覺感受，界面的設計是否清晰簡潔，層次分明，色彩搭配合理等因素會直接決定用戶的第一印象。然后經過直接操作空管自動化系統來對系統的操作體驗進行評價，操作簡單容易上手，反饋及時的系統更容易獲得用戶的青睞。通過直觀的視覺體驗和操作體驗之后，用戶會理性的對系統的優缺點進行分析，進而得出對該系統肯定或否定的主觀評價。之后用戶會和其他的用戶交流感受，進而對其他的用戶產生影響，這就是關聯體驗。因而“感官—情感—思考—行為—關聯”這一連串的反應是用戶使用產品或享受服務時的整個體驗流程。

總而言之，研究用戶體驗的目的，是為了最大程度的保證產品界面設計的人性化[3]。只有把以用戶為中心的原則作為評判的標準[4]，在用戶使用的過程中對于產品的操作體驗做正確的評估，充分了解用戶的真實想法和期望，收集好評估意見，對現有產品的操作流程進行修正和改進，才能保證產品的每一次迭代更新都是真正從用戶的需求出發，確實提高產品的易用性和人機交互體驗的滿意度。

1.2 空管自動化系統界面設計原則

基于用戶體驗的空管自動化系統界面設計，即依據個體或群體需要、經驗、技能、知識面等，對空管自動化系統的用戶界面進行綜合性設計，以達到更好的視覺效果和使用效果。一般來講，基于用戶體驗的空管自動化系統界面設計遵循一致性，美觀協調，容錯性好等原則。

通過建立用戶體驗模型，深入研究空管自動化系統人機界面用戶體驗問題。將用戶隱性知識外顯化，呈現設計人員建立的用戶體驗模型[4]，從而應用于空管自動化系統用戶體驗設計實踐環節，增強系統的易用性和體驗愉悅性。

2 用戶體驗模型

在日常生活、學習和工作中，人們的行為意識與產品自身的特性存在互通的可能性。設計人員通過分析研究獲取用戶行為規律，再根據以行為意識為主導的交互設計，歸納總結出用戶體驗模型，將設計元素融入到產品設計中，賦予產品更好的用戶體驗，最終使產品市場競爭優勢得到提升[3]。人機界面用戶體驗模型主要由功能范圍層、綜合框架層、視覺表現層組成。

2.1 功能范圍層

功能范圍層的主要內容是根據用戶需求進行分析設計系統具體功能的過程。通過詳細解讀用戶的具體要求，弄清楚用戶想通過該系統完成什么樣的工作，期待獲得什么樣的界面等一系列具體的問題。該階段是決定用戶滿意度的重要階段，只有最終實現的功能和用戶的期望高度一致的系統才會得到用戶的肯定。通過對用戶的需求進行分析，會使軟件的功能設計更有目的性和針對性，功能范圍層的界定對上層數據可視化設計具十分重要的意義[5]。

2.2 綜合框架層

綜合框架層主要包括數據處理和人機交互設計。數據是系統數據分別進行分析、加工，用可感知的空管符號來代替坐標或抽象地名，構造直觀的卡片列表數據結構等。然后在數據映射和交互式設計時，用點、線、面、圖、顏色以及動態效果加以詮釋。最終，在視覺表現層以最柔和直觀的方式將以上幾類數據呈現給管制員，其效果如圖1所示。處理的核心，通過對原始數據進行加工、篩選、處理，提取出對用戶需要的有效數據。還可以通過數據挖掘，大數據分析等方法找出數據間的內在聯系和規律，進一步滿足用戶的需求。人機交互主要是指用戶通過鼠標和鍵盤或是觸屏直接對系統進行操作，并從屏幕上得到系統反饋的過程。良好的人機交互設計和創意，可以有效減少用戶操作負擔，讓用戶直觀的獲取所需內容，并帶給用戶愉悅暢快的操作體驗。空管自動化系統針對的是特定專業人群，在人機交互方面應注重信息呈現性、互動性、專業性等特點[5]。

圖 1 實例效果

2.3 視覺表現層

視覺表現層充分考慮到用戶的直接視覺感官體驗和情感體驗，通過良好的界面設計將綜合框架層處理好的數據按需提直觀呈現給用戶[5]。不僅要做到清晰明了，還要能突出重點，集美觀與實用性與一體。視覺表現層直接影響著用戶的情感變化，所以高水平的視覺表現層設計應該既能讓用戶眼前一亮，也能讓用戶白看不厭，即使長時間使用也不會引起厭倦和審美疲勞。

人機界面用戶體驗設計模型中，功能范圍層是基礎，它決定了系統的總體設計方向和要求。綜合框架層是功能范圍層的延伸和細化實現，它將功能范圍層的要求具體到一個個實際的問題處理流程。視覺表現層是整個系統的最終呈現，該層的具體實現很大程度決定于綜合框架層中的交互設計和和數據映射方式。這三個層次一起構成了完整的人機體驗設計模型。

3 實例分析

下面選取某一現役空管自動化系統為例，從用戶體驗模型的3層進行剖析說明，希望能夠起到拋磚引玉的作用。功能范圍層中，從管制員日常值班使用的需求角度分析軟件功能，主要包括地理信息和空管數據的二/三維顯示、雷達綜合航跡顯示、飛行計劃管理、氣象與航行情報管理等。在綜合框架層中對以上幾類

4 結束語

隨著空中交通管理信息產業的迅速發展，對空管系統的人機界面設計提出了更高的要求，過去傳統的空管自動化系統人機界面已經不能滿足當代用戶的需求。為此，應該緊密結合下一代空管系統的特點，以業務運行為背景、用戶體驗為基礎[6]，對交互界面進行更加人性化的設計，努力為用戶提供更加便捷的操作體驗和舒適的視覺體驗以及感官體驗，這樣不僅能贏得用戶的忠誠度，更有利于系統最終運營目標的實現。

[1] 吳正剛. 空管自動化系統應用與維護探索[J]，測控技術，2013，32（1）：109-116.

[2] MAGGIE M. 源于自然的設計——設計中的通用形式和原理[M]. 北京：機械工業出版社，2013.

[3] 熊英，張明利. 基于用戶體驗的互聯網產品界面設計分析[J]，包裝工程，2016，37（4）：88-91.

[4] 劉麗珺. 產品中交互設計的用戶體驗研究綜述[J]，科技與創新，2016，11：28.

[5] 陸菁，劉淵，等. 基于用戶體驗的數據可視化模型研究[J]，包裝工程，2016，37（2）：52-56.

[6]高海超，羌凌飛. 面向服務的下一代空管系統集成設計[J]，指揮信息系統與技術，2016，7（6）：13-16.

孫奇偉，男，碩士，工程師，主要研究方向為空管自動化系統飛行計劃管理及網絡通信技術。

王敏，男，碩士，工程師，主要研究方向為空中交通管理業務數據處理和基于軌跡運行。

User Experience Research of Software Interface in Air Traffic Control Automation System

Sun Qiwei,Wang Min
(CETC28th, State Key Laboratory of Air Traffic Management System and Technology, Nanjing Jiangsu, 210014)

This paper which centers on the user experience and bases on the human-computer interface of air traffic control system is to research the user experience model The human-computer interface-design bases on this model has taken the practical application background of air managerment specialty into consideration This design is aim to improve user experience and provide a new idea for the new generation human-computer interface design of air traffic control control system

user experience; air traffic control system; human machine interface; model

TP391

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