安全人机工程学第6章人机界面设计

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1、1第6章人机界面设计6.1人机界面概述6.2信息显示装置的类型及设计原则6.3视觉显示装置设计6.4听觉显示装置设计6.5控制装置的类型及设计原则6.6控制装置设计6.7控制器和显示器的相合性6.8显示器和控制器的布置掌握人机界面的定义及要素；掌握信息显示装置的类型及相关的设计基本原则，在此基础上掌握主要显示装置（视觉显示、听觉显示装置）的设计；掌握控制装置的类型及相关的设计基本原则，学习手动控制器及脚动控制器的一般设计要求；理解控制器和显示器的相合性内容，显示器和控制的布置基本原则及具体布置设计要求。2学习目标人机界面（Human－MachineInterface）是人

2、与机器进行交互的操作方式，即用户与机器互相传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出。好的人机界面美观易懂、操作简单且具有引导功能，使用户感觉愉快，能增强兴趣，从而提高使用效率。36.1人机界面概述4人机系统包括人、机和环境三个组成部分，它们相互联系构成一个整体。在人机系统中，人与机之间存在一个相互作用的“面”，称为人机界面，人与机之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。机器的各种显示都“作用”于人，实现机－人信息传递；人通过视觉和听觉等感官接受来自机器的信息，经过人脑的加工、决策，然后作出反应，实现人－机的信息传递。可见，人机界面的设计直接关系到人机关系合理性，而研究

3、人机界面则主要针对两个问题：显示与控制。5在人机界面上，向人表达机械运转状态的仪表或器件叫显示器（display），供人操纵机械运转的装置或器件叫控制器（controller）。如果把感受器、中枢神经系统和运动器作为人的三个要素，而把机械的显示器、机体和控制器作为机械的三个要素，并将各要素之间的联系用图表示出来，就叫做三要素基本模型。66.1.2人机界面三要素7人机界面设计主要指显示器、控制器以及它们之间的关系的设计。应使人机界面符合人机信息交流的规律和特性。人机界面的设计依据始终是系统中的人。人机界面是人机系统中人和机进行信息传递和交换的媒介及平台，人也可以通过该界

4、面对机器进行控制。总体而言，整个人机界面主要包含显示器和控制器两大部分，他们是连接人与机的关键。6.2.1信息显示装置的类型86.2信息显示装置的类型及设计原则6.2.2信息显示装置设计原则准确性原则简单性原则一致性原则排列性原则96.3视觉显示装置设计使用哪种显示类型和哪种显示方式，主要取决于显示的目的和被显示内容的性质,要根据不同的工作场合和工作要求来确定。如：有的要求精确的数量显示；有的要求明显地显示某一种状态；有的要求显示各信息之间的比较。对于显示器的要求，是使操纵者能够快速辨别、准确认读、不易失误、不易疲劳。以误认百分率、误解百分率、认读所需时间三个参量评价。1

5、0（1）显示方式选择视觉显示方式有两种：定量显示和定性显示。1）定量显示包括数字式显示、指针式模拟显示等两类。作为定量显示，在静态显示的条件下数字显示产生的误读率较低，且认读时间短。格雷瑟在1949年用八个指针式仪表和一个数字显示仪表，对受过训练的飞行员和大学生进行认读实验。结果：三针式高度计误读率最高并且认读时间最长。11数字式显示的特点：认读过程简单速度快，读数准确精度高（适应于静态显示，误读率为指针模拟显示的1/10）。但反映不了偏差量；指针式模拟显示的特点：能连续的、直观的反映机器的运行状态或预测机器的变化趋势。给人以形象化的启示，不但反映测量的偏差量，而且也显示

6、了偏差方向。适合于静态。在现代化工业系统中，往往有数十只仪表需在几分钟的时间内扫视一遍，对每个仪表的持续认读时间很短（例如只有0.5s左右）。这种情况下操纵人员来不及详细认读，主要是检查读数变化。轮船：75％以上用指针式仪表检查设备的运行情况。12要求和目的：准确有效地表明机械设备的运行状态，而不需要记录和显示精确的数值。选用模拟式仪表更为有利。有标志显示、形象化显示标志显示（视觉编码）用不同标志将机器或设备的运行状态进行分类，作出区分性的显示。如机械的准备状态、运行状态、停止状态、正常区、危险区等。数字和文字：电梯显示器几何图形：收录机键盘色彩：《安全色》（GB2893

7、－2001）信息符号的颜色最多不超过10种。实验表明，在数字、字母、几何形状、位置和色彩这五种常用的视觉编码方式中，数字和颜色编码最为有效，而按位置编码的效率最低。132）定性显示方式形象化显示形象化显示可以具体直观地显示机器的状态。14（2）指针式仪表的设计设计指针式仪表应考虑的安全人机工程学问题：刻度盘的形状和大小是否合理；指针式仪表的大小与观察距离是否比例适当；刻度盘的刻度划分、数字和字母的形状、大小以及刻度盘色彩对比是否便于监控者迅速而准确地识读；根据监控者所处的位置，指针式仪表是否布置在最佳视区范围内。15表排列时显