随着海洋经济的崛起,海洋资源开发的范围也不断从近海走向深海。相比于传统的锚泊定位方式,动力定位船舶在深海定位作业时具有很大优势。在动力定位系统人机交互过程中,一方面,随之自动化技术的发展,操作员无需过多地进行任务操作,而只需要监控系统信息并做出关键决策;另一方面,动力定位系统数字显控界面包含了来自多个耦合子系统的复杂信息,操作员在进行人机交互时具有较高的认知负荷,决策的难度较高。特别是当未预见的情景发生时,操作员需要根据系统运行机制和系统当前的状态进行因果推理,提高了决策的失效率。因此,从操作员认知决策机制出发进行界面设计,可以在均衡操作员的认知负荷的基础上,提高操作员对系统机制的理解能力和对系统状态的情境意识水平,辅助操作员进行控制决策。本文首先从操作员认知决策机制基础理论出发,分析操作员的决策过程以及决策行为的分类,明确信息加工捷径在操作员认知决策过程中的重要作用,以操作员对系统机制的知识性理解以及对系统状态的情境认知这两类支持操作员推理决策的关键因素为基础,归纳出辅助决策型界面的设计原则。其次,根据认知决策理论和辅助决策设计原则,提出船舶动力定位系统软件界面的信息需求提取方法和信息呈现方法。对船舶动力定位系统进行工作域分析,明确了系统界面设计的信息变量需求和层次化的变量关系,使用用户访谈法归纳了情境认知信息需求,并对信息图形设计方法进行了分析。再次,在明确系统的基本操作任务基础上对界面进行布局设计,将系统界面的信息需求以功能视图为单位进行归纳,在此基础上完成系统界面的详细设计及高保真交互原型设计。最后,开发了船舶动力定位系统界面评价方法,从认知负荷、操作绩效、情境意识等维度,采用主客观相结合的方法对优化方案进行评价分析,验证了优化方案的有效性。