陆杨

摘 要：随着汽车领域人机界面交互设计的深入发展，汽车设计行业依靠传统手段实现人机交互的局限性逐渐显现。文章引入了层次分析法并简明了其扼要，紧接着分析了汽车人机交互界面的设计概念，指出了基于层次分析法的汽车人机交互界面的设计流程，辅以汽车人机交互界面设计的实践分析佐证，研究并改进其人机交互界面设计，以期为汽车人机交互界面设计提供借鉴与参考。

关键词：汽车 层次分析法 设计元素 人机交互

Research on the Design of Automobile Human-Computer Interaction Interface Based on Analytic Hierarchy Process

Lu Yang

Abstract：With the in-depth development of human-computer interface interaction design in the automotive field， the limitations of the automotive design industry to rely on traditional means to achieve human-computer interaction are gradually emerging. The article introduces the analytic hierarchy process and succinctly summarizes it， and then analyzes the design concept of the automobile human-computer interaction interface， and points out the design process of the automobile human-computer interaction interface based on the analytic hierarchy process， supplemented by the design of the automobile human-computer interaction. Practice analysis supports and improves the human-computer interaction design， providing reference for automobile human-computer interaction design.

Key words：automobile， analytic hierarchy process， design element， human-computer interaction

1 引言

汽车人机交互界面设计是近年来汽车设计领域的研究热点。随着信息技术的不断发展，汽车工业制造趋向于智能化，使得用户在对产品体验的需求上有着显著的提升。良好的汽车人机交互界面设计与用户体验能促使各个厂商在竞争激烈的市场上脱颖而出，通过车载功能集成、信息集成、界面集成的手段将人-产品的人机交互推向一个崭新的高度。然而，随着技术的进步，交互方式的日益变化，操作繁琐、逻辑混乱等驾驶问题也非常突出，由此引发操作不当，注意力低下，严重威胁了驾驶用户的生命安全。面对日益复杂的汽车交互系统，如何帮助用户获得更好的体验感，提升其操作效率，是当前汽车人机交互界面设计研究的重点[1]。本研究简明分析了层次分析法与汽车人机交互界面设计的概念，并在此基础上提出了基于层次分析法的汽车人机交互界面设计的流程，辅以汽车设计实践佐证，提升汽车人机交互界面设计的合理性，以期为汽车人机交互界面设计的新生态助力。

2 层次分析法概述

层次分析法是一种多目标决策的、定性和定量相结合的数量计算方法，其基本思路是层次化分析，按照所需达成的总目标与问题的性质，有效地将复杂的问题拆分为若干关联要素，并依据各要素间的隶属关系与关联影响，把要素按照不同层次凝聚组合，并将决策对象、考虑的因素（决策准则）、决策目标依据他们之间的相互关系分为最低层、中间层以及最高层，形成一个多层次结构分析模型，从而最后把问题归结为相对优劣次序的排列或者最低层（决策措施、方案等）相对于最高层（决策总目标）的相对权重值的确定。层次分析法可有效减少误差，并提升操作界面的規律性、逻辑性以及一致性。

利用层次分析法构建模型时，大致可分为3个部分：（1）构建起层次结构分析模型;（2）构建判断矩阵（成对比较矩阵）;（3）层次排序一致性检验。

3 汽车人机交互界面设计概述

未来汽车人机交互界面设计的一个重点方向是要能够最大化车载数据的信息效用，同时最小化用户对道路外情况的分心程度[2]。汽车人机交互界面设计始终是以符合用户需求作为研究出发点，其涉及到的内容也很多，主要有以下两点：

（1）界面设计与人机交互。界面设计主要是对界面的表格、图形或者文字进行设计、布局。对不同情境下界面设计的探索是用户体验领域的研究热点。尤其是以用户体验为核心内容的人机交互领域，对界面设计的探讨具有深远意义。鉴于多通道智能人机交互界面设计过于超前，当前大部分汽车人机交互界面的形式仍以具有多学科交叉特征的图形用户界面设计为主。用户界面设计不仅需符合审美原则，还要符合用户自身的行为习惯与心理认知。合理的界面设计可以实现不同情境下所需的不同目的。（2）汽车驾驶与人机交互。汽车人机交互界面实质是人机交互环境，其如何经由人机交互界面（HMI）向用户展现有用信息，是衡量汽车数据交互设备的关键指标。驾驶是一种高度复杂的任务，包含了计划、策略和操纵3个水平的任务层级和1600个独立任务。由于复杂的功能与操作任务，加之需要多感官密切配合，设计出既能符合驾驶要求，又符合人的认知特点的汽车人机交互界面就显得十分重要了。汽车人机交互界面设计必须能够被用户快速识别并进行操作，以提升用户对产品的直观感受与使用效率[3]。

4 基于层次分析法的汽车人机交互界面设计流程

4.1 建立汽车人机交互界面设计层次结构分析模型

汽车人机交互界面设计层次结构模型是将所需达成的总目标与问题的性质，有效地将复杂的问题拆分为若干关联要素，并依据各要素间的隶属关系与关联影响，把要素按照不同层次凝聚组合而形成的。汽车人机交互界面设计层次结构图分为最高层（也叫目标层）、中间层（也叫准则层）以及最低层（也叫子准则层），其分别对应为决策目的和所要解决的问题、决策的准则和考虑的因素以及决策时的备选方案，其中子准则层是由准则层细分而来。具体而言，对于目标层来说，只需要确定一个要素，那就是最佳的设计方案;对于准则层来说，需要确保汽车人机交互系统的稳定性、安全性、美观性以及舒适性等;对于子准则层来说，需要确定人机交互界面设计的备选方案[4]。

4.2 构建汽车人机交互界面设计评价指标的判断矩阵并确定其权重

判断矩阵是该层所有因素与上层某个因素的相对重要性比较。目标层（A）就只代表最佳设计方案;准则层（B）要素为安全性、舒适性、美观性等，用B1，B2，B3……表示;子准则层要素为材质强度、结构可靠性、工艺质量控制、人机工程学需求、空间位置设计、造型设计、色彩搭配、面料选择等，记为B11，B12，B13，B21，B22，B31，B32，B33……。邀请多名试驾用户对各要素就行评分（即Bij赋值），然后构建关系矩阵并计算其权重值，最后通过各种综合运算得出每一份方案的总数值并排序，辅以汽车人机交互界面设计者做出合理的判断。

4.3 实践过程分析

本文从20名经验丰富的试驾用户打分并结合aij相对尺度法，取得有关数据。以某款汽车的人机交互界面设计为例，着重探讨其人机交互界面的设计方案优先性，评估过程如下：

4.3.1 汽车人机交互界面设计的重要性权重

经试驾用户综合打分数据和aij相对尺度法，并结合yaahp软件计算可知：

汽车人家交互界面设计的重要性中一致性比例为0.0012，最大特征根为3.0012，计算结果如表1所示，安全性在汽车人机交互界面设计的考虑因素的首位，其次是美观性和舒适性[5]。

4.3.2 目标权重计算排序

（1）邀请20名资深试驾用户对影响汽车人机交互界面设计的要素进行评分，建立各层次的判断矩阵并求解权重向量，经计算可知，子准则层WB3=（0.540.300.16），WB2=（0.750.25），WB1=（0.310.490.20）;准则层WA=（0.540.300.16），W为排序权值，其和为1。

（2）一致性检验。CR（A）=0.01;CR（B1）=0.02;CR（B2）=0.05;CR（B3）=0.05，经计算可知，上述4个矩阵都通过了一致性检验。

（3）权重值合成，见表3。

经分析可知，材质强度对安全性影响最大，空间位置设计对舒适性的影响最大，造型设计对美观性影响最大，而从整体来看，空间位置设计对汽车整体人机交互界面设计的影响是最大的。

5 结语

文章通过层次分析法得到了安全性是汽车人机交互界面设计的第一要素，而材质强度、空間位置设计、造型设计等则是影响汽车人机交互界面设计的最大影响因子。这一评价结果对汽车人机交互界面设计具有指导性意义，可以作为未来汽车人机交互界面设计的选择依据。作为设计师，有理由相信，通过设计，汽车人机交互界面未来必将带给用户更好的驾驶与生活体验。

参考文献：

[1]曾乐.基于情境感知的汽车人机交互界面设计研究[J].内燃机与配件，2019（02）：167-168.

[2]吴勘，胡鑫苑，门龙龙.无人驾驶电动汽车人机交互界面设计探索[J].湖南包装，2021，36（03）：100-104+132.

[3]Edouard-ThomasLARGILLIER，马钧，徐雯霞.基于层次分析过程（AHP）的汽车人机交互界面（HMI）逻辑框架的分析及设计[J].汽车实用技术，2013（09）：16-19.

[4]王国庆.基于层次分析法的UI界面功能排序设计研究[J].工业设计，2020，（09）：81-82.

[5]张国方，孙翠伟.基于层次分析法对我国电动汽车市场的研究[J].上海汽车，2010（11）：35-37.