《安全人机工程学》教案(3)

2020-04-15 06:13

感觉器官有缺陷

疾病、疲劳的影响,或错觉 联络信息的方式方法不完善 错误领会信息

在先入感的强烈影响下发生错觉

2) 判断过程中的人为差错 知识或能力不足 缺乏经验或训练不足 遗忘

疲劳或其他原因造成的意识水平低下 本身有不良性格或习惯

3 )异常状态下发生的人为差错 大脑意识水平低下

由于条件反射和躲避等行为带来的危险 人体生物节律处于临界期(低潮期)

4)行为过程中的人为差错 精神不集中,思想开小差 工作不熟练 意识水平低下

输出时的程序混乱,行为缺乏准则 单调作业引起瞌睡,失神 操作工具形状、布置等缺陷

记错操作对象的位置,方向感混乱 体力不佳 训练不足

忽视规则,程序的不良习惯 随波逐流或逞能好强

3. 防止人为差错的措施 避免注意力不集中或疲劳 突出重要信息的显示 加强控制的精确性

确保按正确顺序接通各装置,关键部位设置联锁装置 尽量减少仪表的读数误差,防止读数错误 减少振动,降低噪声

设计合理的操作程序,并严格执行 减轻操作者生理和心理的压力

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第三章 人机系统的显示装置

第一节 概述

1 视觉显示器的类型和功能 按照显示形式分:

模拟显示:以刻度,指针来显示。特点:能给出变化趋势,可靠性高,稳定,缺点:显示速度慢,易受振动影响,过载能力差,质量难控制

数字显示:以数字直接显示。特点:简单,直观,准确性高,读数速度快,不易疲劳,缺点:显示会跳动闪烁

按照显示功能分类

读数用仪表:提供准确读数,用于精确测量值 检查用仪表:显示是否偏离正常值 警戒用仪表:显示是否处于正常范围

追踪用仪表:通过人的控制,使机器按人的要求工作,或按某种客观环境工作 调节用仪表:指示操纵装置调节的值 定量显示仪表:准确显示数值

定性显示仪表:注重情况和程度的比较

2. 其他类型显示器

听觉显示器:特点:反应快,无方向限制,强迫注意

嗅觉显示器:用于特殊场合,灵敏度高,但很容易受到干扰 触觉显示器:电刺激,机械振动,喷气振动

3. 显示方式的选择

原则和方法:显示类型的选择取决于显示目的和被显示内容的性质

选择原则:尽量简单,直接;精度要求一致;显示与操作能力及习惯相适应;显示的变化速度与操作者反应相适应

定量显示方式的选择:静态下,数字显示优于指针显示,显示变化较快场合下,指针显示的读数更准确,预测性显示方面指针显示优于数字显示 定性显示:标志显示(直观,易于认读),形象化显示,音响显示(常与光信号结合使用)

4. 设计中的人机因素和设计准则

设计中的人机工程因素:人接受信息的特点、人的信息传递能力,仪表显示与人的反应相协调,作业环境因素 显示装置设计基本准则

以视觉特征为根据,保证迅速,正确获得信息 显示信息的数量和种类不要太多

仪表的指针、刻度、标记、字符等在颜色形状,亮度等方面保持合适对比关系,以使目标清晰可辨

仪表显示在空间关系,运动关系和概念上与系统其他显示装置兼容。

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第二节 显示仪表的选择设计 模拟显示仪表选择设计 刻度盘

形状:主要有开窗式,圆形,半圆形,偏心性,水平直线式与垂直直线式,其中开窗式读数效果较好 大小:25--35mm,直径增加,读数准确性下降;30—70mm,读数稳定,大于70mm后,直径增加,读数准确性下降 刻度

间距,刻度标记,刻度方向,刻度单位,刻度标数和数字立位 字符设计

形状(简明,易读,醒目),大小 指针设计

形状(简洁明快,无任何装饰),宽度与长度,指针与刻度盘的关系 仪表的色彩设计

颜色搭配(达到读数清晰醒目,不易疲劳)

2. 数字显示仪表选择设计

机械式数字显示仪表:依靠机械装置视线数字显示。

优点:结构简单,使用方便;缺点:显示数字可能不全而引起读数错误,还容易出现卡阻现象 。

数字形状与读数准确性有显著关系 数字的尺寸

字体与背景和照明的关系

电子式数字显示仪表:使用液晶显示和发光二极管显示两种 优点:方便,可靠地和计算机系统连接,具有较好的可控性 数字结构有直线型和点阵型 字体设计 字体形状 字体大小 背景与照明

第三节 屏幕显示选择设计 屏幕的显示特征

显示空间小,显示格式灵活可变(图形、符号、信号、文字等),且具备综合显示多种信息的能力,既能作追踪显示,又能显示动态画面 屏幕显示的目标、呈现时间和余辉 目标:荧光屏上显示的视觉信息载体,目标亮度越大,越容易察觉,但超过34cd/㎡后,视敏性没有大的改善 呈现时间:2~3秒最有利

余辉:目标呈现结束后残留在屏幕上的亮点,特点:最初亮度下降快,而后下降慢

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3. 目标的运动速度:

运动的目标比静止目标更容易察觉,但难于看清楚,运动速度越快,越不好辨认 4. 目标的形状、大小和颜色

形状:一般的辨认优劣顺序为:三角形最优,圆形,梯形,方形,长方形,椭圆形,十字形最差;当干扰光点强度较大,方形好于圆形

大小:目标越大越易辨认,但目标过大占用面积也大,所以大小应适宜

颜色:红色和绿色辨别率与白色相似;但红色刺激性强,易引起疲劳;一般以绿色为目标较好;采用蓝色,视觉辨认率稍差

5. 目标与背景的关系

目标亮度必须达到视觉的阈值才能被看见 目标受干扰光点影响很大

屏幕以外的照明称为环境照明,当屏幕亮度与环境照明一致时,目标察觉、识别和追踪效果最好 6. 屏幕设计

屏幕形状:分方形和圆形,一般认为方形屏幕的目标观察和工作效率较高 屏幕的大小和位置:一般视距范围为500mm 到700mm, 垂直和水平视角不小于30 ° 为宜

7. 屏幕显示终端作业的人机关系

作业情况:按作业情况一般分四种作业:文字处理,数据输入,资料查询,随机对话

屏幕显示终端设备与作业体位

键盘:统一的标准便于操作、记忆,目前已经出现新型键盘 鼠标:功能键少,操作简单;如何分配各指头的操作 屏幕和资料的位置:屏幕位置最好垂直于操作者的视线;屏幕中心连线在视水平线15~20°之间为宜,资料宜放在操作者正前方,视距在350~700mm内较好 座椅:应易于移动,且高度可调

8. 视频显示器应用新技术 多媒体技术:以Windows 为代表的操作系统将形象生动的图文信息。主要途径:视觉,听觉,触觉,嗅觉和味觉等。

可视化技术:所见即所得的可视化技术使人机的信息交流更自然直接,其运用前景很广。

虚拟现实技术:通过计算机手段完成,广泛运用在生产、科研、娱乐、军事、学习等方面。

第四节 信号灯与听觉报警装置选择设计 信号灯选择设计(由信号灯产生的视觉信息)

信号显示特征:面积小,视距远,引人注意,简单明了,但信息负荷有限

信号灯的作用:指示性,引起注意或指示操作,具有传递信息的作用;显示工作状态,反映某个指令、某种操作或某种运行过程的执行情况

信号灯的颜色和暴露时间:遵循一般性的约定,暴露时间尽可能长些

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信号灯的视距与亮度:一般视距都比较大,因此亮度要求起码2倍于背景亮度,但亮度过强会造成眩目而影响观察

闪光信号:与固定光信号比较更容易引起注意。

闪光信号的作用:1.引起进一步注意,2.指示操作者立即采取行动,3.反映不符合指令要求的信号,4.用闪光快慢表示机器运转速度,5.指示警觉或危险信号 信号灯位置和观察距离:应放置在操作者不用转头或转身就能看到视野内;观察距离与光强,光色,空气透明度有关,其中红光的距离最远 信号灯的形象:显示与含义有逻辑联系

信号灯的复合显示:多个信号灯,多种颜色的方法显示复杂信息,但数量不能多

2. 听觉报警装置

常用听觉报警装置及其特点

蜂鸣器:低声压,低频率,声音柔和不会产生紧张和恐惧,适用于安静环境 铃:用途不同,声压级和频率差别很大

角笛:有吼声和尖叫声两种,常用于高噪声环境中的报警 汽笛:声强高,频率高,适合紧急事态的音响报警

报警器:声音强度大,频率由低到高,传播很远,主要用于紧急,危险状态的报警

听觉报警器的选择设计原则

概念上兼容:如尖叫声与紧急情况相适应

声压级的选择:必须保证信号接受范围内的人能够识别,所以要求超过阈值 选择适合的信噪比:在噪声环境中,报警声要求容易识别,信号强度要大于噪声 频率选择:500~3000Hz是人耳最敏感频率,远距离传递应选择1000Hz以下频率

使用间歇性信号:目的是吸引注意

视、听双重报警信号:增加接受概率,提高系统可靠性

3. 语言传示装置的选择设计

概念:传递和显示语言信号的装置;如麦克风是语言传示装置,扬声器是语言显示装置

特点:以语言为载体,传递和显示信号的含义准确,接受迅速,信息量大,不受光线和方向的限制;缺点:容易受到干扰 注意的几个问题:

语言的清晰度:语言的清晰度必须在75%以上才能正确传递信息 语言的强度:一般在60~80dB之间较好 噪声的影响:噪声对语言信号有掩蔽作用 语言传示装置的选择原则:

? 一个语言传示装置可以替代多个音响装置 ? 语言传示装置有时比视觉信号更细致明确 ? 在追踪操作中有优势

? 在非职业性场所(如商场等)比音响报警装置更符合人的习惯

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