人因工程教学课件(全)

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《人因工程》教学服务资源

1前言为适应我国经济社会发展需要，保证高等学校管理科学与工程类本科专业人才培养基本质量，我司委托高等学校管理科学与工程类学科教学指导委员会对管理科学与工程类四个本科专业：工程管理、工业工程、信息管理与信息系统、管理科学专业的教学内容和课程体系等问题进行系统研究，确定了管理科学与工程类本科专业核心课程及上述四个专业的主干课程，提出了这些课程的教学基本要求(经济学课程建议采用工商管理类的宏观经济学和微观经济学的教学基本要求)，并确定了相应教材编写计划。教学基本要求从教学的角度出发，对相关课程的性质、地位、教学总体要求进行说明，确定教学基本知识点。教学基本要求是各高等学校组织课程教学、编写教学大纲和教材，以及进行教学质量评估的主要依据。有关高等学校管理科学与工程类各专业在使用本教学基本要求的过程中，可结合本校的实际情况对相关课程的知识点进行适应的调整教育部高等教育司2004年9月《人因工程》教学服务资源

2第一章人因工程概述

3本章学习目的了解人因工程的定义及特征了解人因工程的发展历史了解人因工程的内容及应用掌握人因工程的学习和研究方法

41.1人因工程的定义及特征经常使用的名称HumanFactorsErgonomics人类工效学人因工程人机工程管理工效学人机环工程

5人因工程的定义我国在《中国企业管理百科全书》中，对人类工效学(人因工程)所下的定义为：“研究人和机器、环境的相互作用及其结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，从而达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的”。

6人因工程的定义(续)国际人因工程会给Ergonomics(人因工程)下的定义为：“研究人在某种工作环境中的解剖学，生理学和心理学等方面的各种因素，研究人和机器及环境的相互作用条件下，在工作中、家庭中和休假时，怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等达到最优化的问题。”

7人因工程的特征人因工程的最大特征是它是一门跨学科的边缘学科。人因工程与心理学、生理学、工业工程等学科有着密切的关系。与人因工程相关的学科可以分为三大类：第一大类为与生理学相关的学科，第二大类为与心理学相关的学科，第三大类为与管理应用相关的学科。

8与人因工程相关学科示意图ⅡⅠⅢⅠ：与生理学相关的学科；Ⅱ：与心理学相关的学科；Ⅲ：与管理应用相关的学科.图1-1人因工程的相关学科

9人因工程的目的1)使人工作得更有效；2)使人工作得更安全；3)使人工作得更舒适。

10西方人因教科书中的宗旨为“使机器适合于人”“Fittingthetasktotheman”

111.2人因工程的发展历史启蒙阶段正式形成阶段快速发展阶段人因工程在中国的发展人因工程的发展趋势

12启蒙阶段德国学者A.Mosso的微电流实验美国人Taylor的铁锹实验美国人Gilbrith砌砖实验

13正式形成阶段二战时飞机性能提高，人因事故的增加对人因研究投入的增加战后学科的发展和人因工程的诞生

14快速发展阶段三里岛核电站事件计算机普及带来的使用问题人类社会的进步要求更安全更舒适的工作条件

15人因工程在中国的发展心理学界对人因工程的贡献中国人类工效学的成立人因工程的现状

16人因工程的发展趋势人因工程将会越来越重要，原因“机器”的技术性能会越来越高，而人的性能（能力和特点）不会有根本的改变，人将成为人机系统的瓶颈人的“价值”将越来越大，在工作中人的安全和舒适将会越来越重要。

171.3人因工程的内容及应用人因工程的内容人因工程的应用本书的主要内容

18人因工程的内容人的生理和心理特征：人的基本尺寸；人的力量；人的心理能力人——机交往：机器与人的交往；人与机器的交往人与环境：照明；噪声；颜色；空气等。

19人因工程的应用主要工作领域百分比计算机业22航空业22工业工程17健康安全9信息通讯8交通运输业5其他17

20本书中的主要内容第1章人因工程概述第2章人体的生理特征及应用第3章人的心理特征第4章工作地设计第5章信息显示设计第6章控制器设计第7章体力与脑力工作负荷第8章工作环境第9章人因误差与人因安全

211.4人因工程的方法人因工程的学习方法人因工程的研究方法

22人因工程的学习方法知识面要广要学会横向思维要结合实际应用要有系统的观点要采用科学的研究方法以人为本

23研究方法调查法：到现场采集数据，了解工作现状或找出相关的原因和规律测量法：利用标准的测量工具如米尺、秒表等，对人或系统的效率进行测量。实验法：在实验（控制）条件下观察事物变化，获得事实材料的方法。

24本章作业到中国期刊网上阅读一期《人类工效学》杂志。到国际或美国人因工程协会网站上游览。谈一谈使用一个新的计算机软件(也可是一个新的手机)中的困惑。分析一下计算机桌面的高度，不同餐具，乒乓球横直拍,炎热的天气等对工作和生活效率的影响。设计一项实验，调查三星和诺基亚手机介面的使用效率。

25第二章人体的生理特征及应用

26本章学习目的认识人体尺寸的重要性了解我国成年人的基本人体尺寸掌握人体尺寸在系统设计中可采用的方案掌握人体尺寸在系统设计中应该遵循的程序了解人体的动态生理特征应用人体尺寸解决简单的人因工程问题为后面章节的学习打下基础

272.1人体尺寸我国成年人的基本尺寸人体尺寸的影响因素人体尺寸的统计指标设计中可采取的方案设计程序

28我国成年人的基本尺寸中国成年男子的人体尺寸中国成年女子的人体尺寸设计高度与人体高度之比

29中国成年男子的人体尺寸百分位数151050909599身高1543158316041678175417751814体重（kg）44485059717583眼高1436147414951568164316641705肘高9259549681024107910961128坐高836856870908947958979坐姿眼高729749761798836847868坐姿肘高214228235263291298312坐姿大腿厚103112116130146151160坐姿膝高441456464493523532549坐深407421429457486494510臀膝距499515524554585595613胸宽242253259280307315331最大肩宽383398405431460469486坐姿臀宽284295300321347355369坐姿两肘间宽353371381422473489518

30中国成年女子的人体尺寸百分位数151050909599身高1449148415031570164016591697体重（kg）39424452636674眼高1337137113881454152215411579肘高873899913960100910231050坐高789809819855891901920坐姿眼高678695704739773783803坐姿肘高201215223251277284299坐姿大腿厚107113117130146151160坐姿膝高410424431458485493507坐深388401408433461469495臀膝距481495502529561570587胸宽219233239260289299319最大肩宽347363371397428438458坐姿臀宽295310318344374382400坐姿两肘间宽326348360404460478509

31人体尺寸与设备高度编号定义设备与身高之比1与人同高的设备1/12设备与眼睛同高11/123设备与人体竿重心同高5/94设备与坐高相同6/115眼睛能够望进设备的高度10/116能挡住视线的设备高度33/347站着用手能放进和取出物体的高度7/68站着手向上伸所能达到的高度4/39站姿使用方便的台面高度(上限)6/710站姿使用方便的台面高度(下限)3/811站姿最适宜的工作点高度6/1112站姿用工作台高度10/1913便于用最大力牵拉的高度3/514坐姿控制台高度7/1715台面下的空间高度(下限)1/316操纵用座椅的高度3/1317休息用座椅的高度1/618座椅到操纵台面的高度3/17

32人体尺寸的影响因素性别年龄国家地区时间

33性别性别对群体尺寸差别的影响也许是最大的。男女之间的平均身高相差为10厘米以上。按95%男性设计的达到高度将有50%以上的女性达不到。

34年龄:身高随年龄的变化(cm)年龄(岁)女性男性1-5+36+365-10+28+2710-15+22+3015-20+1+620-350035-40-1040-50-1-150-60-1-160-70-1-170-80-1-180-90-1-1

35国家:几个国家的男子平均身高(mm)国别美国原苏联西德英国瑞典法国意大利中国日本身高177217671755175317411711171016801667

36地区:我国六大区域人体身高(单位:mm)东北、华北西北东南华中华南西南男子169316841686166916501647女子158615751575156015491546

37时间随着生活水平的提高，人体的平均高度也在增长。我们都感到现在的年轻人比过去的人要高。据统计，过去三十年，日本人的平均身高增加了8厘米之多。我国国家技术监督局的统计结果表明，我国青少年的身高也有一定的增长。

38人体尺寸的统计指标概率分布平均值均方差百分位数

39平均值与均方差的关系方差概率10.68261.650.900020.954430.9987

40百分位数百分位数是指一个随机变量(某一人体测量尺寸指标)低于某一给定概率处的值。在人因工程设计中常用到的百分位数是5%、10%、50%、90%和95%。按5%设计，表示有5%的人的尺寸低于设计尺寸，按95%设计，表示95%的人的尺寸低于设计尺寸。注意是单侧百位数还是双侧百位数

41设计中可采取的方案按人体尺寸的分布按人体平均尺寸设计按某一百分比设计按某部分人设计，为另一部分人提供调整为某些特定的人设计

42设计程序确定设计对象和目标确定使用对象确定相关的人体尺寸决定极限百分比根据查表或测量确定所需要的数据向有关设计人员提供数据

432.2人体的动态生理特征人的神经系统人体的肌肉系统人的能量供应系统脉搏与体力劳动

442.2.1人的神经系统神经系统的结构神经的功能肌肉的神经分布

45神经系统的结构人的神经系统可分为中枢神经系统和末梢神经系统两大部分。中枢神经系统包括大脑和脊髓。末梢神经系统包括传入神经（感觉神经）、传出神经（运动神经）。神经系统通过感觉器官（眼、耳、鼻、皮肤等）获得外界信息，再由传入神经传递给中枢神经系统，中枢神经系统做出决定后，由传出神经给肢体肌肉下达指令，使其做出相应的运动。

46神经的功能神经系统本质上是一个控制系统，它控制着外部的和内部的运动，并监视着各种感觉器官。一个神经细胞的工作取决于它对刺激物的敏感性和它把一个刺激物沿着神经纤维传递的能力，当一个神经细胞受到刺激时，产生的脉冲沿着神经纤维送到工作中的器官。

47肌肉的神经分布每一块肌肉都是通过运动神经和感觉神经与大脑这一控制中心连在一起的。运动神经把神经脉冲（在这种情况下是运动命令）从大脑带到骨胳肌肉，在这里它们带来收缩或其他运动指令。在一块肌肉内，这个神经被分成几个纤维，每一个纤维与几个肌肉纤维连在一起。每一个运动神经细胞与它们所在的肌肉纤维一起组成一个运动单位，在做比较精密的技术性工作时，每个运动单位只有3-6个肌肉纤维，而在做重体力工作的肌肉中，一个神经元也许会分布在100个肌肉纤维上。

482.2.2人体的肌肉系统人的肌肉结构能源的来源肌肉运动中的电现象

49人的肌肉结构人能够运动是因为有分布在全身的肌肉，它差不多占人身体总重量的40%。肌肉的一个最重要的特点是它可以缩短到正常尺寸的一半左右，这种现象我们称之为肌肉收缩。每个肌肉纤维收缩时都有一定的力量，一块肌肉的力量是这些肌肉纤维力量的总和。人的肌肉的最大力量介于0.3-0.4N/mm2之间。

50能源的来源在肌肉的收缩过程中，机械能的产生是由消耗肌肉中贮存的化学能转化来的，肌肉工作实际上是一个化学能向机械能转化的过程。能量的释放是由于肌动朊纤维和肌浆球蛋白中的蛋白质分子发生的化学反应而引起它们位置的变化，产生收缩。收缩的直接能源是在化学反应中含有丰富的磷酸脂由高能状态变为低能状态。肌肉内的大部分能源来自于三磷酸腺苷(ATP)，当它转化成二磷酸腺苷时释放出大量的能量。肌肉纤维中的另一个化学能源是磷肌酸，它分解成磷酸和肌酸时能释放同样重要的能量。

51肌肉运动中的电现象静止时肌肉纤维有一个90微伏的电位，被称为静止膜电位。肌肉开始收缩时，静止电位迅速消失。肌肉纤维的内部开始带正电，这个电位被称为行动电位。行动电位的产生包括肌肉纤维膜的去极和重新极化两个过程。在这期间，肌肉不可以被新的神经命令所刺激起来，所以这段时间又被称作绝对不应期，这段时间持续大约1-3微秒。肌肉的电现象可以通过放大器，以皮电图的方式记录下来。

522.2.3人的能量供应系统人体的新陈代谢能量消耗的分类各种情况下的能量消耗能量消耗与健康

53人体的新陈代谢人体的一个基本生物过程是新陈代谢，在这个过程中人体从食物中吸收营养，把化学能转换成机械能和热。原来人体的能量消耗是用千卡(kcal)来测量的，现在更常用千焦(KJ)来计量。两者之间的换算为：1kcal=4.187KJ。人体能量的消耗可以间接地通过人体氧的消耗来进行，因为两者是直接相关的。当一升的氧在人体内被消耗时，平均有20千焦的能量产生，这被称为氧的热当量。

54能量消耗的分类基础代谢：通常将环境温度为18-25℃，人处于清醒、静卧、空腹和排除肌肉活动与精神紧张时的状态称为基础状态。基础状态下人的的能耗被称为基础代谢量。对于一个体重为70公斤的男性，基础代谢在24小时内大约是7000千焦。对于一个体重为60公斤的女性，一天的新陈代谢大约是5900千焦。

55能量消耗的分类（续）生活能耗：人的日常生活，如起床、吃饭、走动等也要消耗一定的能量，我们把这些日常活动消耗的能量称为生活能耗。一个普通男性一天的生活能耗大约是2400千焦，而女性则为2000-2200千焦。

56能量消耗的分类（续）工作能耗：体力劳动一开始，人体内的能量消耗就迅速地增加。工作使人能耗的增加量称为工作能耗。工作能耗反映了涉及到重体力劳动时身体的压力水平，它可以用来评估工作的负荷水平、确定需要的休息时间、比较各种不同工具的效率或不同工作安排的效率。

57不同职业的能量消耗工作种类职业例每天的能量消耗(千焦)男人女人坐着的轻度工作记账员96008400重手工劳动拖拉机驾驶员125009800中等身体运动屠夫1500012000重体力劳动扳道员1650013500极重的体力劳动煤矿工19000－

58不同活动的能量消耗活动种类活动条件能量消耗(千焦/分钟)走路平地表面光滑，4公里/小时8.8负荷走路30公斤负荷，4公里/小时22.3上楼梯坡度为30度，17.2米/分钟57.5骑自行车16公里/小时22.0锯木60来回/分钟38.0家务劳动打扫清洁8-20

59能量消耗与健康能量消耗的上限：今天大多数生理学家都把每天的平均总能量消耗20000千焦作作为体力劳动的合理上限，这对应于平均每个工作日10500千焦的工作能耗。如果把它平均地分到8小时，对应于每小时1300千焦的工作能耗.。

60能量消耗与健康研究结果表明，一个健康的男性职员每天应有12000-15000千焦的能量消耗，对女性职员这个值为10000-12000千焦。邮递员、机床的操作人员、制鞋和修鞋者一天的能量消耗属于这个范围，成天坐着工作的人可以通过在业余时间进行锻炼来达到这个值。

61几种体育活动对应的能量消耗活动能耗(焦耳/分钟)快走(5公里/小时)17跑步(10公里/小时)40-48骑自行车(20公里/小时)40登山32-40游泳20-40跳舞16-32

622.2.4脉搏与体力劳动研究表明，随着工作强度的增加，心跳的增加将更快。如果：环境中的温度更高静负荷的比例更大包括的肌肉的数目更少

63心跳的标准Muller考虑用总恢复脉搏作为测量疲劳和恢复的方法，他提出了这样的工作负荷标准：当工作停止后，应能在15分钟恢复到休息时水平。这个极限可以保证在工作时能量的使用的速度与能量提供的速度是一样的，可以保持一个稳定状态。在这些条件下最大的能量输出就是在一个八小时工作日连续工作的极限。当工作脉搏比休息时高30次时就达到了一个男性连续工作的极限。Rohmert等人用自行车测功计发现人的工作脉搏达到稳定状态时为40次/分钟，即极限为工作脉搏等于40次/分钟，但他们的休息脉搏是在工人躺下时测的。他们还发现4千焦的工作对应于10个工作脉搏。

64热环境与心跳在热环境中工作时，心脏和血液循环系统有两项功能:第一，把能量输送给肌肉；第二，把热从人的体内输送到皮肤。心脏和循环系统的这种双重负担在工农业中是很常见的。当在25度以上做重体力劳动时，排除多余的热给心脏增加了一个额外负担。

65本章作业和思考题列出至少五项在自行车设计中应该考虑到人体尺寸的内容，并对其中的一项内容（如车把柄的直径）按本章给出的设计原则进行设计。人体尺寸可采用书中的数据，或上网查阅相关的数据，或通过测量同学的相关尺寸获得。测量自己的正常脉搏，然后在２分钟之内走完学校田径场（４００米）一圈，测量走完后的脉搏，计算这项运动带来的脉搏增量。

66第三章人的心理特征

67本章学习目的了解人的信息处理系统的基本构造了解人的信息处理系统的基本特征和局限性能够分析和解决简单的脑力劳动工作效率问题学会更好地分析人机系统中的使用效率问题为后面章节的学习打下基础

683.1人的信息处理模型Donders的减法模型Welford的单通道模型Broadbent的过滤模型Kahneman的单资源模型Wickens的多资源模型控制与自动过程理论人的信息处理系统的基本结构

69Donders的减法模型一个多世纪以前，心理学家Donders通过实验发现人的选择反应时间大于简单反应时间。他认为选择反应时间大于简单反应时间是因为在选择反应实验中人的大脑增加了一道程序，即对信号进行判断和决策，因此他提议通过用选择反应时间减去简单反应时间就可能得到人的信息处理过程做出一个选择所耗费的时间。由于这种方法的核心是用一项较复杂工作需要的时间减去较简单工作需要的时间，由此来判断增加的工作内容需要的时间，这种方法被称为Donders的减法模型。

70Donders的减法模型示意图反应选择反应时间简单反应时间感觉选择反应感觉感觉

71Welford的单通道模型英国学者Welford教授根据心理不应期试验的结果,提出关于人的信息加工系统单通道的假设。Welford教授在心理不应期试验中发现，在一定的时间内连续地向被试显示两个刺激信号，当两个刺激信号的时间间隔非常短时，被试对第二个信号的反应时间比对第一个信号的反应时间长，好像是人对第一个信号做出反应之后才来处理第二个信号。

72Welford的单通道模型Welford认为被试对第二个信号的反应时间可以用下面的公式来预测:RT2=RT1+DT2-ISI式中:ISI是两个刺激信号之间的时间间隔，DT2是处理第二个刺激需要的时间，RT1和RT2是分别是被试者对第一个和第二个刺激信号的实际反应时间。

73Broadbent的过滤模型1958年，英国著名心理学家Broadbent教授根据自己多年从事双耳听力实验的结果提出了一种新的关于人的信息处理系统的模型。这种模型认为，信息在到达人的工作记忆之前，是被平行处理的，即人可以同时处理一个以上的信息。在通过了工作记忆之后，在某一时刻人就只能处理一个信息。这就是说，人的信息处理过程就像是一个过滤器，随着信息处理过程的延续，不重要的信息都被过滤掉了，只有最重要的信息才进入到人的大脑被继续处理。由于Broadbent教授把人的信息处理系统比作一个过滤器，所以他的理论又被称为过滤模型。

74Broadbent的过滤模型感觉`过滤器信息处理中心

75Kahneman的单资源模型Kahneman教授认为人的信息处理系统比Broadbent教授的过滤模型更灵活，因此他提出了一个单资源模型作为Broadbent教授过滤模型的补充。单资源模型假定人的信息处理系统的能力是一种资源，有一定的限度。在这个限度之内，人可以相当自由地分配自己的注意力，也可以同时干一件以上的事情。不同的脑力活动要求不同程度的注意力，容易的工作只占用很少的注意力，难的工作占用更多的注意力。当注意力不能满足工作的需要时，人的行为结果就受到影响或根本无法完成。

76Wickens的多资源模型根据双重任务试验的结果，美国学者Wickens教授提出了多资源模型。Wickens教授认为人的信息处理系统是一个多资源的系统，这些资源可以按两两对应的关系分为三组。第一组是阶段资源，对应于早期阶段（如感觉）和晚期阶段（如反应）；第二组为两个通道资源，对应于视觉和听觉资源；第三组是过程编译资源，对应于图像和文字资源。多资源理论认为，人有多个不同的资源，而不是一个中心资源，每一种资源有它自己的一些特性。当不同的工作用需要不同的资源时，它们之间的干扰就小些，如果它们所需要的资源相同或相近，它们之间的干扰就大些。

77控制与自动过程理论Schneider和Shiffrin教授根据他们自己所做的一系列的实验结果提出人的信息处理系统实际上有两种基本的处理过程，一种是控制过程，一种是自动过程。自动过程是一种快速的，平等的信息处理过程，不受人的工作记忆能力的限制，只需要很少的或根本不需要直接控制。这种信息处理过程需要大量的训练才能获得。相反，控制过程则是一种较慢的信息处理过程，受人的工作记忆能力的限制，它需要人的大量的，直接的控制行为，因而施加给人的脑力负荷较重。

78人的信息处理系统的基本结构决策和反应选择反应执行长时记忆工作记忆接收器短时记忆储存刺激反应注意资源感觉储存记忆感　知

793.2人的信息输入--感知感觉阈限视觉听觉触觉味觉和嗅觉

803.2.1感觉阈限感觉器官可接受外界刺激的范围被称为感觉阈限，感觉阈限有绝对阈限和相对阈限两个概念。

81绝对阈限外界刺激必须达到一定强度才能引起人的感觉。刚刚能引起感觉的最小刺激量，叫绝对感觉阈限的下限，强度低于下限的刺激不能引起人的感觉。能产生正常感觉的最大刺激量，叫绝对感觉阈限的上限。作用于感觉器官的刺激强度若超过上限，就会引起痛觉，严重时甚至于造成感觉器官的损伤。

82绝对阈限感觉绝对阈限(最低限至最高限)举例视觉2.2~5.7×10-17J至2.2~5.7×10-8J30英里以外的烛光听觉1×10-12J/m2至1×102J/m2安静环境中20英尺以外的手表滴答声味觉4×10-7(硫酸试剂摩尔浓度)两加仑水中的一匙白糖嗅觉2×10-7kg/m3弥散于6个房间中的一滴香水触觉2.6×10-9J从一厘米距离落到你脸上一个苍蝇的翅膀

83相对阈限人的感觉器官不仅能够确定刺激的有无，而且能觉察刺激的变化或差别。刚刚能引起差别感觉的最小刺激量，叫差别感觉阈限。每一种感觉器官的差别感觉阈限不是一个绝对数值，它随最初的刺激强度而变化，并且两者之比是一个常数。这一关系被称为韦伯定律，可用下面的公式表示:△I/I=K式中I是初始刺激强度，△I为引起差别感觉的刺激强度的增量，K为常数。

84最优条件下各种感觉的韦伯比例感觉韦伯比例音高（2000赫）0.0003重压（400克）0.013明度（1000光量子）0.016举重（300克）0.019响度（1000赫、100分贝）0.088橡皮气味（200嗅单位）0.104皮肤压觉（5克/毫米）0.136咸味（3克分子/公升）0.200

853.2.2视觉视觉的形成机制明适应和暗适应视野和视距视觉运动规律

86视觉的形成规律瞳孔的主要功能是调节进入眼内的光量瞳孔后面是晶状体。晶状体起着另外一个调节功能，对远近不同物体聚焦的功能。视网膜把外部的光刺激转换成神经冲动。视网膜主要有两种感光细胞，即视杆细胞和视锥细胞。研究发现，这两类细胞的功能有明显的差别。视网膜上产生的视觉神经冲动，经过视觉传入神经传入大脑。一般认为从视网膜到大脑皮层的整个传导系统内保持着点对点的对应关系。

87明适应和暗适应当外界光线亮度发生变化时，人的眼睛感受能力也随之发生变化。这种对刺激变化而产生的顺应变化叫适应。当人从明亮环境进入黑暗环境时，人的视觉还停留在明环境中，它看不见物体，随着时间的推移，人眼睛慢慢地看清物体了，这个过程就叫人眼睛的暗适应过程。在黑暗中停留10分钟之后，人眼睛的适应能力达到一个稳定的水平，停留25分钟之后，能达到完全适应的80%，完全适应大约需要经过35～50分钟。当完全适应后，人的视觉敏锐度有极大的增强。明适应发生在人由黑暗环境进入明亮环境的时候。刚开始时人眼睛不能辨别物体，要几十秒的时间才能看清物体。明适应比暗适应要快得多，完全适应大约需经过1分钟。

88视野视野指头部和眼球不动时，眼睛观看正前方所能看到的空间范围。视野常以视角来表示。双眼视野最大视角从水平注视点向上约55度，向下约65度，向左向右各约90度。由眼睛的视网膜上的视锥细胞和视杆细胞分布的影响，视觉只有在离注意点2度的范围内最敏锐。中心视角60度范围为最合适宜视野，作业时主要视觉显示安置在这个区域内最为恰当。头部不动，眼球转动，视角可达到120度。头部和眼球都转动时，视觉可扩大到220度。当然，视觉与照明强度密切相关，由于视网膜上在中央凹20度之后视杆细胞越来越少，其视力也将越来越低，所以当照明不足时，人的视野将变得很狭小。

89视距视距是指人在操作系统中正常的观察距离。一般操作的视距范围在38—76cm之间。视距过远或过近都会影响认读的速度和准确性，而且观察距离与工作的精确程度密切相关，因而应根据具体任务的要求来选择最佳的视距。

90推荐采用的几种工作任务的视距任务要求举例视距离（眼至视觉对象）/cm固定视野直径/cm备注最精细的工作安装最小部件（表、电子元件）12-2520-40完全坐着，部分依靠（小型放大镜、显微镜）精细工作安装收音机、电视机25-35（多为30-32）40-60坐着或站着中等粗活在印刷机、钻井机、机床旁工作50以下至80坐着或站着粗活包装、粗磨50-15030-250多数站立远看远眺、开汽车150以上大于250坐着或站着

91视觉运动规律眼睛的水平运动比垂直运动快眼睛习惯于从左到右，从上到下地运动人对水平方向尺寸的估计比对垂直方向尺寸的估计要准确当眼睛偏离视中心时，对左上象限的观察优于右上象限，对右上象限的观察优于左下象限，对右下象限的观察最差两眼运动是协调同步的，不可能一只眼睛转动，另一只眼睛不转；也不可能一只眼睛看，另一只眼睛不看，除非采用外部措施，如把一个眼睛遮起来

92视觉运动规律(续)直线轮廓比曲线轮廓更易于被视觉接受目标连续转换时，人的视觉有时会出现失真现象识别信息的细节，要靠视力中心对于运动目标，只有当运动的角速度大于1～2分/秒时，才能鉴别出它的运动状态要看清物体，必须注视。眼睛要看清一个目标，需要0.07～0.3秒，平均0.17秒。若光线昏暗，注视的时间要加长

933.2.3听觉听觉的形成机制听觉的主要特征可听范围辨别频率和声强的能力辨别声音的方向和距离听觉的适应和疲劳

94听觉的形成机制振动的物体是声音的声源，振动在弹性介质(气体、液体、固体)中以波的方式进行传播，所产生的弹性波称为声波，一定频率范围的声波作用于耳就产生了声音的感觉。人的听觉系统主要包括耳、神经传入系统和大脑皮层听区三个部分，其中最主要是耳。耳是听觉的外部感受器，结构上由外耳、中耳和内耳三部分组成。外耳包括耳廓和外耳道组成，它的主要功能是像一根一端封闭的管子传递声波。中耳由鼓膜和听小骨组成，它的功能主要是充当了声波从一种介质转入另一种介质的中间变换器。内耳包括耳蜗和前庭器官，它的功能是对传入的声波进行初级分析，并将声能转化成神经冲动。外界的声波通过外耳道传到鼓膜，引起鼓膜的振动，然后经杠杆系统的传递，引起耳蜗中淋巴液及其底膜的振动，使基底膜表面的科蒂氏器中的毛细胞产生兴奋。科蒂氏器和其中所含的毛细胞是真正的声音感受装置，听神经纤维就分布在毛细胞下方的基底膜中，机械能形式的声波就在此处转变为听神经纤维上的神经冲动，并以神经冲动的不同频率和组合形式对声音信息进行编码，然后被传送到大脑皮层听觉中枢，从而产生听觉。

95可听范围人的听觉的刺激物是声波，声波有频率和振幅两个基本特性，因此人耳的可听范围也与这两个因素有关。人耳能感受到的频率在16～20000Hz之间，并且需要达到足够的声压和声强。声强是声波在传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的声波能量。声压是声音振动所产生的压力。低于16Hz的次声波和高于20000Hz的超声波，人耳都听不到。每一振动频率，都有一个刚好引起听觉的最小振动声强，叫做听阈。当振动强度提高时，听觉的感受也相应加强，当增至某一限度时，鼓膜便产生疼痛感，这个限度叫做痛阈。人最敏感的频率为1000～3000Hz，日常语言交流的频率较此略低。

96辨别声频和声强的能力人耳对频率的辨别能力较强，大于4000Hz的频率，相差1%就能加以区别。这是由于不同的声波使内耳基底膜的不同纤维产生共振的原因，低音使长纤维产生共振，高音使短纤维产生共振，传到大脑皮质不同部位，得出不同的音调感觉。　　人耳对声强的辨别力不太敏感，声强与人的主观感觉不呈比例关系，而是对数关系。当声强增加10倍时，主观感觉的响度只增加1倍；声强增加100倍时，响度只增加2倍，依此类推。噪声的分级就是根据人耳感觉的这个特性决定的。

97辨别声音的方向和距离人可以根据声音到达两耳的强度和时间顺序来判断声源的方向，对高音时根据声强差，对低音是根据时刻差来判断声音的方向。判断声音的距离，主要靠人的主观经验。

98听觉的适应和疲劳在声音连续作用的过程中，听觉敏感度会随时间的延长而降低，这叫听觉适应，是人保护听觉的一种方法。若声强不大，作用时间又不太久，一般在声刺激停止后的10～20秒中，听觉敏感度就会恢复到原来的水平。若声强很大，作用的时间很长，就不仅是听觉适应的问题，而会引起听觉疲劳。听觉疲劳后，要经过几小时，直到几天才能恢复听觉敏感度。严重的听觉疲劳会引起听力减退或听力丧失。

993.2.4触觉触觉的形成机制触觉的主要特征触觉阈限触觉适应主动与被动触觉触觉能力的提高

100触觉的形成机制触觉是微弱的机械刺激触及了皮肤浅层的触觉感受器而引起的。触觉的生理意义是能辨别物体的大小、形状、硬度、光滑程度以及表面机理等机械性质的触感。在人机系统的操纵装置设计中，就是利用人的触觉特性，设计具有各种不同触感的操纵装置，以使操作者能够靠触觉准确地控制各种不同功能的操纵装置。根据对触觉信息的性质和敏感程度的不同，分布在皮肤和皮下组织中的触觉感受器有游离神经末梢、触觉小体、触盘、毛发神经末梢、棱状小体、环层小体等。不同的触觉感受器决定了对触觉的敏感性和适应出现的速度。

101触觉阈限皮肤的不同部位，触点数量是不同的，触压觉的阈限在不同部位也不相同。触压觉的刺激阈限是：舌尖、指尖为2g/mm2，指臂为5g/mm2，前臂腹侧为8g/mm2，手臂为12g/mm2，小腿为16g/mm2，腹部为26g/mm2，前臂臂侧为33g/mm2，腰部为48g/mm2，足掌后部为250g/mm2。

102触觉适应当某种刺激长时间作用于人体某部位时，皮肤感受性会很快地降低，这种现象称触觉适应。例如戴眼睛、穿衣服，人们都完全适应了，似乎不感到他们的存在。适应所需要的时间称为适应时间，物体重量的增加将使适应时间变长。

103触觉的合理利用主动触觉优于被动触觉：我们要辨别某一物质时，如果让该物质被动地压在手指上，由于适应很快，即使有差别也几乎立即消失；但如果让手指在该物上移动，主动地去感触，则可以察觉出其细微的差别。训练可以提高触觉能力：触觉是人们获得空间信息的重要感觉通道，通过触觉可以辨别物体的大小、形状等特征。不用眼看，仅用手模，可以精确地反映平面和立体的客观形状，触觉信息可转化为较鲜明的视觉形象。

1043.2.5味觉和嗅觉味觉的形成机制和特征嗅觉的形成机制和特征

105味觉的形成机制和特征味觉的感受器是分布于舌的表面、咽的后部、腭及舌头上的味蕾，其中以舌上分布得最多。一个味蕾有几十个味细胞，它们与有味物质进行直接反应。凡能溶于水的物质都能向人提供味觉刺激。脑神经将味觉细胞的兴奋传递给神经中枢。用于传递味觉的脑神经很少，味觉信息由这些神经传送到延髓，再转到间脑，最后进入大脑皮层的味觉区。　　味觉有甜、酸、苦、咸四种，称为四原味。它和三原色的原理一样．可以组合出一切味道。味觉的感受性用不同浓度溶液的阈值加以表示。当一种有味物质进入口腔后，需要1s才能有感觉，而恢复原状则需要10s至1min以上。甚至更长。这一特征给品尝工作造成很大困难。味觉灵敏度受刺激物温度的影响，在20℃一30℃时味觉最灵敏。

106嗅觉的形成机制和特征鼻腔上端的嗅黏膜是嗅觉感受器，其上分布着嗅觉细胞。嗅觉细胞受到刺激时，产生神经冲动，上传到嗅觉中枢而引起嗅觉。人的嗅觉灵敏度用嗅觉阈表示。正常人的嗅觉很灵敏，因此嗅觉有时用于传递告警信息。但是嗅觉很容易产生适应，并且个体差异较大，因此利用嗅觉感知信息要特别谨慎。人的嗅觉感受性是很强的。1L空气中只要有0.00004mg的人造麝香，人就可以嗅到香味。影响嗅觉感受性的因素有环境条件和机体条件两方面。温度有助于嗅觉感受，最适宜的温度是37-38℃。清洁空气中嗅觉感受性也提高。伤风时，由于鼻咽粘膜发炎，感受性显著降低。嗅觉的适应比较快．但有选择性。对于某种气味，经过一段时间后感受性就下降。发现异常气味应立即寻找原因，利用嗅觉可以早期发现泄露、火灾等事故的发生。

1073.3中枢信息处理知觉记忆思维与决策注意

1083.3.1知觉知觉与感觉图像识辨理论模型知觉系统的特征

109知觉与感觉外界刺激直接作用于人时，它的各种物理属性刺激人的相应感觉器官中的神经末梢，引起神经冲动。神经冲动传至大脑皮层，人意识到物质属性的刺激时，就引起感觉。知觉是在感觉的基础上产生的。感觉与知觉的最大特征是感觉主要涉及到外界刺激的物理特性，而知觉涉及到人的认知特性。

110知觉与感觉示意A

111图像识辨理论模型模式（板）匹配理论：模式匹配理论认为，识别某个图像，必须在过去的经验中有这个图形或东西的“记忆痕迹”或基本模型，这个模型又叫做“模式”。原型匹配理论：这种理论认为，眼前的一个字母A，不管它是什么形状，也不管它放在何种位置，它都和过去知觉过的A有相似之处。泛魔识别模型：泛魔识别模型是从特征分析的角度来解释图像的识别。该理论把图像识别过程分为不同的层次，每一层次都有承担不同职责的特征分析机制，在此称为魔鬼（demon）。他们依次进行工作，最终完成对图像的识别。

112知觉系统的特征知觉受到经验和教育的影响。整体特征知觉快于局部特征知觉。知觉包括两个过程，一个是自下而上的过程，也被称为数据驱动加工，一个是自上而下的过程，也被称为概念驱动过程。

1133.3.2记忆感觉记忆短时记忆长时记忆遗忘

114感觉记忆感觉记忆是指外部刺激引起的感性形象作用停止后的很短时间内仍保持不变的状态，由于保持时间很短（通常以毫秒为计量单位），所以感觉记忆又被称为瞬时记忆。人有两个最重要的感觉记忆，一个是视觉的感觉记忆，也被称为图像记忆，一个是听觉的感觉记忆，又被称为声像记忆。研究结果表明：视觉短时记忆的容量为17个字母左右，时间约为200毫秒。听觉短时记忆的容量相对要小些，约为5个字母，但保留的时间较长，约为1500毫秒。

115短时记忆不同于感觉记忆和长时记忆，持续时间很短，相对容量有限的记忆被称为短时记忆。短时记忆往往是人在即时活动中所要求的，是操作性的，因而也被称为操作记忆或工作记忆。研究发现，记忆中的元素并不是以基本物理形式存在的,而是以有意义的最小单位存在的。

116短时记忆的特点信息保持时间很短。在无复述的情况下，一般保持5-20s,最长不超过1分钟。记忆容量小。信息一次呈现后立即正确记忆的最大量一般为5-9个互不关联的项目。对中断的高度敏感。短时记忆极易受到干扰，受感受的程度取决于短时记忆中存储信息的多少。短时记忆中的信息可被意识。也就是说，只有短时记忆中的信息才能被保持在人们当前的意识之中。

117长时记忆短时记忆中的信息，经过一定的复述之后就可以在相当长的时间内不会被忘记，我们把超过短时记忆的记忆都称为长时记忆。长时记忆也许是最重要也是最复杂的记忆系统。一切后天获得的经验，包括语言规则在内，都必然是长时记忆的组成部分。与长时记忆有关的真正困难主要导源于提取。记忆中包含的信息数量非常大，要找到某种东西是一个主要问题。

118遗忘保持在头脑中的信息，随着时间的推移和后来经验的影响，不论在时间上还是在数量上，都将发生一定的变化。在数量上变化的一个重要表现是识记的保持量逐渐减少，致使识记过的信息不能再认和回忆，或者发生错误的再认和回忆，这就是遗忘。人们进行了大量的研究发现遗忘的规律，遗忘发展的进程是均衡的，在识记后的短时间内，遗忘速度很快，以后逐渐缓慢，一定时间后，则处于停滞状态几乎不再忘记。遗忘的发展进程还受识记材料的性质、数量、学习程度以及识记时的主观状态等因素的制约。实验结果表明，动作记忆最易于长久保持，一项技能一年后只遗忘29%。其次是形象材料和有意义的材料，如能引起兴趣的、符合需要的、在生活工作中占有重要地位的材料比抽象的材料、无意义的材料易于记忆。识记的材料数量越多，识记后保持量越少。

1193.3.3思维与决策思维过程决策系统主要特征与局限

120思维过程认识和明确地提出问题分析所提出问题的特点和条件提出假设和考虑解决方法检验假设

121决策系统主要特征与局限人是一个受到限制的理性决策系统人的计算能力是十分有限的工作记忆的限制长时记忆的限制速度很慢

1223.3.4注意注意的概念注意的选择性注意的集中注意的分配注意的广度注意的稳定性

123注意的概念注意是依附和伴随人的认识、情感、意志等心理过程而存在的一种人的心理活动，是心理活动对一定对象的指向和集中。由于感官通道容量有限，人不可能在同一时间内接受周围环境所提供的一切信息源，而只能从中选择极少数作为心理活动的对象，这种特性称为指向性。人的意志对所选择的对象给予关注和坚持，这种特性称为集中性。注意的功能包括选择功能、保持功能和调节及监督功能。注意选择功能指注意对同一时间作用于人的种种信息源传播的信息进行过滤和筛选，从而保证了少数进入的信息能得到充分的加工。注意的保持功能使心理活动的内容得以在意识中保持，使心理过程得以持续进行。注意的调节和监督功能表现为排除和抑制来自内部和外部的干扰，使人所从事的各项活动，如信息活动、生产活动、军事活动等能朝着预定的目标和方向进行。

124注意的分类无意注意：无意注意是一种初级被动的注意，是一种既无预定目的也不需要付出任何意志努力的注意。它通常是由于周围环境的变化而引起的一种不由自主的自然而然的注意，所以又称为不随意注意。有意注意：有意注意是一种积极主动的较无意注意高一级的注意，是有预定目的的，同时还需要付出意志努力的注意。有意注意受意识的自觉调节和控制，是人类所独有的一种心理现象，所以也称为随意注意。

125注意的选择性在任何时候，都有各种信息源同时对人发生作用，但人不可能对这些信息源传播的信息同时进行加工。在一定的时间内，人只能从众多的信息源中选择所需要的信息源进行信息加工。既然有选择，就必然有漏失，重要的是要选择恰当，使取样的信息正好是所需要的。做到注意对象的最佳选择或最佳取样，就是以最小的代价得到最大的价值。由于人的能力资源是有限的，人在观察某一信息源时，能够了解这个信息源的最新动向，这是他的所得。但也有一个忽略其他信息源的代价，称为机会成本，人的注意的选择就是从这两方面入手找出最优。

126注意的分配注意分配是指人在同一时候能把注意分配到一个以上的对象上，即所谓一心二用或一心多用。一般来说，不利于注意集中的因素，都有利于注意分配。刺激的空间位置、相似程度、刺激强度、语义内容等，既是影响注意集中的因素，同时也是影响注意分配的因素。注意范围有中心与边缘的区别。同时发生作用的信息源，处在注意中心与处于边缘，信息处理的程度会有所不同。处于注意中心的信息源能够感觉得更清楚，信息处理的效率也高些；处于注意边缘的信息源，感觉得模糊些，信息处理的效率也低一些。对注意对象的熟悉程度，学习，训练等都会影响人的注意分配能力。

127注意的广度注意的广度也称注意的范围，是同一时间内，意识所能注意到的对象的数量。认知心理学认为，注意的广度是注视点来不及移动的一瞬间（0.1秒），人所能接收的同时输入的信息量。认知心理学的实验研究表明，注意是一种有序的心理资源，当容纳了某些信息时就不能再容纳其他信息。正常人的注意范围通常为7±2个组块，与短时记忆的容量相同。一般认为，注意对象越集中、排列越有规律、相互间的联系越趋向于有意义，注意的广度就越大，反之则越小。知觉任务难度小，注意广度相对大些；人的知识经验越丰富，注意广度也越大，即随着知识经验的积累，注意的范围有所扩大。但注意广度的扩大是相对的，也是有限的。

128注意的稳定性注意的稳定性亦称注意的持久性，是注意较长时间地保持在某些特定事物上的能力，是注意在时间上的特征。注意的稳定性不仅包括注意某一具体对象所能持续的时间，而且包括在注意总任务的支配下，指向和集中于注意对象的各个方面。与注意的稳定性相反的是注意的分散性，也称分心。分心是由无关刺激物的干扰或单调刺激物的持续作用而引起的离开当前应该指向和集中的对象的一种心理活动，是一种应该用意志去努力克服的状态。

1293.4人的信息输出操作运动类型操作运动的速度操作运动的准确度

1303.4.1操作运动类型定位运动重复运动连续运动逐次运动静态调整运动

1313.4.2操作运动的速度反应时运动时定位运动重复运动

132反应时心理学研究发现，反应时即为感官接收信息到发生反应的各信息处理阶段所耗费的时间的总和，其中包括：感受器将刺激转化为神经冲动需要1－38毫秒，将神经冲动传至大脑等神经中枢需要2－100毫秒，神经中枢进行信息处理需要70－300毫秒，传出神经将冲动传导至肌肉需要10－20毫秒，肌肉潜伏期和激发肌肉收缩需要30－70毫秒。上述各段时间的总和113－528毫秒即为反应时间。显然，神经中枢的加工过程所耗费的时间为反应时的主要组成部分。

133影响反应时的因素感觉通道的种类效应器官的特点刺激的强度和刺激的性质刺激出现时间的不确定性训练程度反应的复杂性个体的身心状态

134运动时间运动时间为运动开始至运动结束所耗费的时间，即完成反应动作的时间。运动时间随运动的距离与方式而改变。一般完成控制操作最少需要300毫秒，因此，从刺激呈现到反应动作完成最少需300毫秒，加上反应时间200毫秒共计500毫秒。在没有任何预先警告的情况下，反应时间加运动时间一般为0.7-1秒，人对特别例外的事件的运动反应时间甚至可高达数秒。

135定位运动的速度(Fitts定律)美国人因工程专家费兹（Fitts）经过研究发现人的手定位速度与目标距离以及目标的宽度相关，并有一定的规律，可用下式表示：MT=a+b×log2(2D/W)式中,MT代表运动时间；D代表定位运动距离；W代表定位目标宽度；a,b是两个系数。这就是人因工程中非常著名的Fitts定律，它表明定位运动时间随目标距离的增加而增加；随目标宽度的增加而缩短。

136重复运动的速度重复运动是在速度上有较高要求的运动。对于首轮和曲柄的操作运动，其运动速度受旋转阻力、旋转半径以及是否是优势受的影响。当旋转阻力最小，旋转半径为3厘米时，旋转速度为最大，随着旋转半径的增大或减小，旋转速度也随之下降。当旋转阻力为49N、旋转半径为4厘米时，曲柄旋转运动速度为最大。使用不同的手对于运动速度的影响如表3-6所示。对于手指敲击计算机键、打字、发电报等简单的重复运动，手敲击速度最快为5-14次/s，但这个速度只能保持不长的时间。一般人的速度为1.5-5次/秒。

1373.4.3操作运动的准确度定位运动的准确度连续运动的准确度

138定位运动的准确度定位运动一般都有较高的准确度要求，往往比对速度的要求更高。对于定位运动的准确度，Fitts做过如下实验：以被试坐位脊柱平面为中心，在其左、中、右共270度的水平圆弧形范围内选定7个方位，方位与方位之间相距45度，每一方位又分上、中、下三种位置，共21个点。实验中除正中最下一点因被试占据未能使用外，其余的20个点均被使用。实验结果表明，盲目定位运动的准确度以人的正前方为最高；右方稍高于左方；同一方位下方高于上方。这些实验数据对于控制台的实际以及合理安排作业是很有用的。

139手臂不同方向的颤动对连续运动准确度的影响槽所在平面垂直面水平面垂直面水平面运动方向前后前后上下左右颤抖方向上下左右前后前后错误次数2472034532

140手的运动速度和准确度的规律一般右手较左手运动速度快，故称右手为优势手。右手由左向右运动又比由右向左运动速度快。手朝向身体的运动比离开身体的运动速度快。前后往复运动比左右往复运动速度快。从上往下运动比从下往上运动速度快。水平面内的运动比垂直面内的运动速度快。旋转运动比直线运动速度快，且顺时针运动比逆时针运动速度快。向下按的按钮比向前按的按钮操作准确；水平安装的旋钮比垂直安装的旋钮操作准确。手操纵旋钮、指轮、滑块的准确度，以操纵旋钮为最佳，指轮次之，滑块最差。圆柱状手臂，直径10毫米左右的比30毫米以上的操纵准确；L形的柄头比圆形柄头操作准确；设置手臂支撑的手柄操作比无手臂支撑的准确。

141本章作业理论结合实际，讨论人是否可以一心二用。以骑自行车，驾驶汽车或做英语翻译为例，探讨人的控制信息处理过程和自动处理过程。不用笔记住五位同学的电话号码，三天以后回忆这五位同学的电话号码，了解人的短期记忆与遗忘条件许可的情况下，用计算机软件编一个程序。用这个程序测量自己的简单反应时间和选择反应时间。以车速为１００公里／小时，按人的反应时间，安全系数等计算在高速公路上两个车之间的最小距离。

142第四章工作地设计

143本章学习目的了解工作地设计的一般要求初步掌握工作面高度设计初步掌握活动空间设计初步掌握座椅设计

1444.1工作地设计的一般要求工作地设计的重要性工作地设计中需要考虑的因素

1454.1.1工作地设计的重要性工作地设计的内容工作地设计对人身体的影响工作地设计对工作效率的影响

146工作地设计的内容工作地设计是指根据人的操作活动要求，对机器、设备、工具、被加工对象等进行合理的布局和安排，以达到操作安全可靠、舒适方便、提高工作效率等目的。工作地设计包括工作面高度设计、活动空间设计、座椅设计等多方面的设计内容，涵盖了生理学、心理学、人体测量学等多学科背景知识，是生产管理、生产组织和工艺设计人员的重要任务。工作地设计的着眼点在人，也就是说，工作设计必须充分考虑操作者的条件和需要，最终为操作者创造安全而高效的作业条件和工作环境。

147工作地设计对人身体的影响优良的工作地设计不仅能减少操作者工作时肌肉与骨骼的不适感，而且能够降低工作疲劳程度以及体能的消耗，使操作者处于人-机-环境三者和谐相处的状态之中。反之，不良的工作地设计则可能带来一定的负面作用，轻则造成诸如颈部、肩部、背部、腿部等身体各部位肌肉的不适或疼痛；重则导致安全事故，对生命造成严重危害。

148工作地设计对工作效率的影响工作地设计的优劣影响生产和工作效率的关键因素，它对操作者工作时的反应速度、操作难易程度、工作适应程度以及心理压力的承受能力等都会造成影响。一般来说，优良的工作地设计可使工作人员更加舒适便捷地工作，有利于帮助工作人员降低心理上对工作的厌恶感与抵触情绪，提高工作人员对工作的专注与投入程度，增强工作的积极性和主动性，其结果是提高工作效率。

1494.1.2工作地设计中需要考虑的因素作业特点人体尺寸个体差异工作姿势维修活动

1504.2工作面高度设计站立时工作面高度坐姿时的工作面高度可变的工作台面高度设计

1514.2.1站立时工作面高度站立工作时高度设计的基本原则精密作业的工作高度一般作业的工作高度重荷作业的工作高度中国成年男女站姿工作面高度推荐值

152站立工作时高度设计的基本原则一般来说,人站立工作时较舒适的工作高度应该是比站立时的肘高（当肘弯曲恰当的角度时，沿着上臂垂直线从地面到肘下平面的距离被称为肘高）低5-10厘米。从人体结构和生物力学角度看，操作者在工作时，最好能使上臂自然地下垂，前臂接近水平或稍微向下倾斜地放在工作面上。

153精密作业的工作高度对于精密的操作，例如绘图，书写，精密装配等工作，推荐的工作高度大约是高于肘高5－10厘米。因为从事这类作业时，往往需要提供对肘的支撑来帮助减少背部肌肉的静态载荷以及需要使操作对象处于较易观察的视距范围内。

154一般作业的工作高度在一般的手工工作中，操作者经常需要一定空间放置工具，材料和各种样式的容器，对此，推荐高度为低于肘高10－15厘米。

155重荷作业的工作高度如果工作中需要强度很大的劳动，需要身体上半部分的力量对作业提供支撑，简单地说，就是需要手臂发挥力量，例如树木砍伐或者繁重的装配工作，那么工作台的高度就必须低一些。比较适当的高度是低于肘高15－30厘米，甚至更低些。

156站立时工作高度的示意图参考线+20cm+10cm0肘高-10cm-20cm-30cm

157中国成年男女站姿工作面高度推荐值作业性质男性女性精密作业100-11590-105一般作业90-10580-95重荷作业80-9070-85

1584.2.2坐姿时的工作面高度坐着工作时高度设计的基本原则不同工作特性的高度座椅与办公桌高度的协调

159坐着工作时高度设计的基本原则坐姿时的工作高度的设计也需要参照人体的肘高。坐姿的工作高度设计比站姿时要复杂，往往还需要考虑座椅座凳的高度以及人体腿部尺寸等因素。坐姿时，根据一般操作者的舒适习惯，其腿部和脚部应该留有足够的自由活动空间，使得两腿能够毫无困难的伸展与交叉，这样有利于改善久坐后双腿的血液循环，因此设计时必须考虑工作台面的厚度和操作者腿部的尺寸。一般来说，坐姿作业时，腿的最小活动空间应为人的第95百分位臀部宽度值，最小深度应为人的第95百分位膝臀间距值。在设计时，台下腿脚的空间至少需要有68厘米宽（在膝盖的水平面上，不应该少于60厘米，而且在脚的水平面上，不应该少于80厘米），69厘米高。

160中国成年男女坐姿工作面高度推荐值作业性质男性女性精密作业75-8070-75一般作业60-6555-60重荷作业40-5535-50

161座椅与办公桌高度的协调当办公人员坐着办公时,最重要的设计尺寸是工作桌面与座椅座面间的距离，即座椅－办公桌高度，而不是座椅或办公桌单方面的高度。Grandjean在一项研究中发现，对西方人来说，一般的办公室工作人员比较喜欢的座椅－办公桌高度是27-30厘米。即对应于75厘米高的办公室桌,座椅的合适高度为45厘米左右。

1624.2.3可变的工作面高度设计可变的工作面高度设计的意义坐姿与立姿的交替工作台面的倾斜度可调节的工作台面

163可变工作高度设计的意义可变的工作高度设计不仅可以扩大操作人群的适用范围，使得机器设备等更符合各种不同偏好需求与不同形体尺寸的工作者，便于操作人群按照自己的工作方式进行工作，譬如选择采取坐姿或者立姿工作，还有利于操作者的身体健康，减少了操作者操作时由于人-机匹配的问题而导致的身体各部位的疼痛与疾病，同样也能使工作效率得以较大的改进。

164坐姿与立姿的交替从生理学和人体测量学角度来讲，允许工作者根据自身特点和要求选择坐姿、立姿交替进行的工作空间应该受到强烈的推荐。原因在于，长时间保持一种姿势进行操作是有害的。如果坐着工作，尽管会比站着工作时腿部负荷减少，使人的疲劳程度和体能消耗降低，但另一方面，由于人的运动量太小会导致很多的疼痛和职业病，而站立和运动时，这些疼痛和疾病却会消除。站着和坐着会使不同的肌肉产生不同的负荷，因此每次站坐的交替都会使一些肌肉放松，使另外一些肌肉紧张。

165采取坐姿与立姿交替应该符合以下条件经常需要完成前伸超过41cm或高于工作面15cm的重复操作。如果不考虑人体可及范围和静负荷疲劳的特点，可取坐姿作业；但如果考虑人的特点，应选择坐、立姿交替进行工作。对于复合作业，有的适合坐姿操作，有的则适宜立姿操作，但从优化人机系统的角度考虑，最好取坐、立姿交替的方式。在设计坐姿与立姿可交替的工作面时,工作面的高度应以站立时的工作高度为准,而为坐姿工作时提供较高的座椅,座椅高以75-95厘米为宜,同时一定要提供较高的脚踏板,使人坐着工作时脚部有休息的地方,否则人们很难持久工作。

166工作面的倾斜度研究发现，倾斜工作台会导致更直立的坐姿，也会减少肌肉电流的波动，导致更少的疼痛和不适。阅读材料应该放置在倾斜的台面上，而书写用纸应该放置在水平的台面上。被放置在水平台面上单独的倾斜台面可以用来使原来台面变得倾斜，但是当倾斜度大于10°时经常会使纸笔滑落。作为一般原则，倾斜的工作台面相比水平的工作台面无论是从改善坐姿的角度还是从利于观察的角度看都有所改进。但倾斜的工作台面也有一些遗憾，那就是倾斜的工作台面容易使搁置的物品滑落。

167可调节的工作面实例

1684.3活动空间设计垂直面工作空间水平面工作空间个人的社会心理空间

1694.3.1垂直面工作空间最大静止摸高最大抓握高度垂直面上抓握范围垂直空间的划分与工作特性

170最大静止摸高最大静止摸高是指人的手能够达到的最大高度，即最大静止摸高，它与人的身高是成比例的。泰柏格(Thiberg)利用回归分析方法计算出最大静止摸高与身高具有以下线性关系：最大静止摸高=1.24×身高若身高为170厘米,则最大静止摸高为211厘米。应该指出,这只是一个一般结论,不能排除有的人手相对于他的身高特别长或特别短的情形。

171站立时最大静止摸高和最大抓握高度百分位最大静止摸高（毫米）抓握高度（毫米）男性高9523932260矮520731958女性高9522172094矮519141808

172垂直面上抓握范围垂直面上抓握范围通常根据手臂保持抓握状态时在垂直面扫过弧的半径来确定。决定性的因素是操作者肩膀关节的位置和从该关节到手心的距离。其中，最大抓握高度是垂直面上抓握范围的特殊情形。根据欧美人体的测量数据,垂直面上触及（即是从肩膀关节到手尖的距离）范围在半径大约为73厘米(男性)/67厘米(女性)的扇形区域内，再减去相应的手指的长度，即是垂直面上的抓握范围。

173坐姿抓握尺度范围

174垂直空间的划分与工作特性操作者在垂直方向的作业空间可以大致划分为五个区间0-50厘米高度区间50-70厘米高度区间70-160厘米高度区间160-180厘米高度区间180厘米以上高度区间

1754.3.2水平面工作空间工作台面上的水平抓握巴恩斯法

176工作台面上的水平抓握对于正常抓握或操作范围，作业者应能在小臂正常放置而上臂处于自然悬垂状态下舒适地操作；对于最大抓握范围，应使在臂部伸展状态下能够操作，且这种作业状态不宜持续很久。作业时，由于肘部也在移动，小臂的运动与之相关联，考虑到这一点，则实际水平抓握范围小于上述范围。

177水平作业面的抓握正常范围和最大范围

178巴恩斯法操作研究和动作研究权威巴恩斯于1949年根据美国人体测量数据绘制出的水平面工作区域如图4-4所示。图中最外侧的虚线半圆为最大工作区域；细实线半圆为正常工作区域。由图可知，最大工作区域是以肩峰点为轴，上肢完全伸直作回转运动时所包括的范围；正常工作区域是上臂靠近身体、曲肘，前臂平伸作回转运动所包括的范围。

1794.3.3个人的社会心理空间个人社会心理空间的研究意义个人心理空间个人领域

180个人社会心理空间的研究意义当多个作业者在总体作业空间操作时，作业者不仅与机器设备发生联系，还和总体空间内其他人存在社会性联系。操作者对工作空间的要求因此还受社会和心理因素的影响。人的心理空间要求往往大于操作的物理空间要求。当个人的社会心理空间受到限制时，个人会产生不愉快的消极反应或回避反应。

181个人心理空间表4-6个人心理空间的分区及其说明（单位：厘米）区域名称和状态距离说明亲密距离指与他人身体密切接近的距离接近状态0~15指亲密者之间的爱抚、安慰、保护、接触等交流的距离正常状态15~45指头、脚部互不相碰，但手能相握或接触对方的距离个人距离指与朋友、同事之间交往时所保持的距离接近状态45~75指允许熟人进入而不发生为难、躲避的距离正常状态75~120指两人相对而立，指尖刚刚相接触的距离，即正常社交区社会距离参加社会活动时所保持的距离接近状态120~210一起工作时的距离，上级向下级或秘书说话时保持的距离正常状态210~360业务接触的通行距离，正式会谈，礼仪等多按此进行公共距离指在演说、演出等公共场合所保持的距离接近状态360~750指必须提高声音说话，能看清对方的活动距离正常状态750以上指已分不清表情、声音的细微部分，要用夸张的手势，大声疾呼才能交流的距离

182个人领域与个人心理空间相类似，个人领域也是一种涉及人对社会空间要求的行为规则。它与个人心理空间的区别在于领域的位置是固定的，而不是随身体位置的改变而发生移动的，其边界通常是可见的，具有可被识别的标记。一般地说，满足人的个人领域要求，可通过降低人的密度，增加个人的可用空间加以解决，但是在很多情况下，上述办法行不通，此时可通过设置固定标志来满足入的领域要求。

1834.4座椅设计座椅的重要性座椅的优缺点座椅设计的一般原则座椅主要部分的设计要求

184座椅的重要性坐姿是与舒适密切相关的。在生产力不发达，座椅不普遍的古代，座椅具有特别的象征意义，它的起源是身份的象征，只有当时的首领才有权利制造和使用（例如英语中主席是Chairman，直译为坐椅子的人）。座椅的大小和装饰也成为地位的象征。　　座椅之所以重要的另一方面的原因在于其功能。坐姿工作相对于其他工作方式，可以大大减轻人们的疲劳程度,提高劳动生产效率。如今，随着科学技术的飞跃发展，许多传统的体力劳动工作正在被脑力劳动工作所代替，采取坐姿工作的人员数量的急骤增加。大多数办公室工作人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都需要座椅进行工作，座椅的应用程度愈来愈广。

185座椅的优缺点座椅的优点：消除了腿部的载重负荷。身体循环系统的需求减少，降低了能量的消耗。采取坐姿工作能更好完成比较精确和精细的操作。座椅的局限与缺点：坐姿工作使肢体运动量大大地减少，长期保持坐姿使人的腹肌松驰,行动变得迟缓,也影响到人的消化和呼吸功能。但最常见的问题是由于长期不运动而带来的肌骨疼痛和疾病。

186坐姿办公人员对身体部位疼痛的抱怨身体疼痛部位所占百分比(%)头疼14脖子疼或肩膀疼24腰疼56大腿疼19膝盖和小腿疼29

187站姿到坐姿时的脊椎变化

188座椅设计的一般原则座椅的设计尺寸应与使用者的人体尺寸相适应。因此在设计上首先要明确座椅的使用对象。要把使用者群体的人体尺寸测量数据作为确定座椅设计参数的重要依据。座椅设计应尽可能使使用者保持自然的坐姿。因此，座椅设计应符合人体生物学原理。座椅的结构与形态要有利于人体重力的合理分布和有利于减轻背部与脊柱的疲劳与变形，靠背结构和尺寸应给予腰部以充分的支撑，使脊柱接近于正常自然弯曲状态，并且要使使用者必要时可以在座位上不时变换自己的坐姿。座椅必须设计得坚实、安全。一般情况下，座椅必须既便于移动又不会导致翻倾滑倒。工作座椅的设计要与工作台面的设计结合起来考虑，特别是座位高度应与工作台高度相匹配。特殊操作环境下，还必须考虑整个工作空间的环境因素。

189座椅主要部分的设计要求：座椅椅面高度椅面高度应使就坐者大腿近似水平，小腿自然垂直，脚掌平放在地面上，既保证不因椅面过高而使大腿肌肉受压，又保证不因椅面过低而增加背部肌肉负荷。因此，椅面高度应以小腿加足高的第5百分位数进行设计。座椅因用途不同，椅面高度要求也不同。工作椅的高度应使操作者的双足能平放在地面上，而休息用椅应使就坐者的腿能向前伸，使大、小腿的肌肉和关节可以放松。因此，对于休息用椅，可取380-450mm；而对于工作用椅，可取400-480mm，而且工作座椅的高度应为可调的，使其与工作面高度保持适宜的高度差。办公用椅的调节范围为330-530mm。

190座椅主要部分的设计要求：座椅宽度在空间允许的条件下，以宽为好，以方便就坐者变换姿势。通常以女性臀宽尺寸的第95百分位数进行设计，以满足最宽人体的需要。一般可取400-450mm。对于扶手椅应不小于500mm。

191座椅主要部分的设计要求：座椅深度椅面深度指椅面的前后距离，其尺寸应满足三个条件：a)使臀部得到充分支持，b)使腰部得到靠背的支持，c)椅面前缘与小腿之间留有适当距离，以保证大腿肌肉不受挤压，小腿可以自由活动。因此椅面深度不宜过深，应以臀膝距测量的第5百分位数进行设计。通常工作椅可取350-400mm，休息用椅可取400-430mm。

192座椅主要部分的设计要求：座椅面倾角座椅面倾角指椅面与水平面的夹角。座椅面应稍向后倾，以防长时间坐着时臀部向前滑动，并方便背部靠向靠背。对于休息用椅，椅面后倾角应大些，有利于肌肉的放松，可取14-24°；对于工作用椅，由于工作时身体需前倾，所以倾角不宜太大，可取4-6°。

193座椅主要部分的设计要求：靠背的高度和宽度靠背按其高度尺寸可以分为四类：低靠背、中靠背、高靠背、全靠背。低靠背只支撑腰部，其优点在于制作材料节省，且不妨碍使用者的上肢和肩膀的前后运动；缺点是不能使胸背得到支撑。中靠背除了低靠背具有的支撑腰椎部的功能外，还可支撑到胸椎下半部，其使用面较广。高靠背指高度能达到肩膀的靠背，一般设计成与脊柱自然弯度相似，坐着特别省力和舒适。高靠背加上头靠就成为全靠背，适合于飞机客舱，长途客车等主要供休息用的座位设计中。　　靠背的高和宽与坐姿的肩高和肩宽有关，可根据座椅用途确定。对于工作用椅，靠背的高和宽应以不妨碍手臂的操作活动为前提。如果高靠背有碍于手臂活动时，可采用支撑在腰曲处的中、低靠背，宽度可取320-360mm。对于休息用椅或长途运输工具中的乘客用椅，宜采用高靠背，并且加靠枕，宽度可取350-480mm。

194座椅主要部分的设计要求：靠背倾角靠背倾角是指靠背与椅面之间的夹角。从保持脊柱的正常自然形态，增加舒适感考虑，最适宜的角度约为115°。通常靠背倾角可根据座椅用途确定，工作用椅可取95-105°，一般以100°为宜；学校学生读书用椅，在保持警觉条件下，可取95-100°；休息用椅可取105-110°。日本的小原二郎认为，高靠背座椅倾角以不大子115°为宜。

195座椅主要部分的设计要求：扶手高度扶手的主要作用在于支承手臂重量，以减轻肩部负担，增加舒适感。在就坐和起坐或变换坐姿时，手臀可利用扶手支撑身体。在摇摆、颠簸状态下．扶手可帮助保持身体稳定。扶手还可作为个人领域的标志。　　扶手的高度不宜过高，以免引起肩部疼痛。休息用椅扶手高度可取200-230mm。两扶手之间的间距可取500-600mm。对于交通运输工具中的连排座椅，为节省空间，两扶手间距可取400-500mm。扶手也可设计成活动的，遇有过胖者就坐困难时，可将扶手转上去靠到靠背侧面。扶手多用于休息用椅和交通运输工具中的乘客用椅。工作用椅一般不设扶手，以免妨碍手臂的操作活动。

196座椅主要部分的设计要求：坐垫和靠垫设置坐垫和靠垫的主要目的是使就坐者的体重压力均匀地分布在座位面和靠背上，而且座椅与人的结合更紧密使坐姿保持地更稳定。此外，坐垫和靠垫和靠背要选用合适的材料制作。选材需注意两点：①不宜采用太松软的材料。使用过于松软的材料会使臀部、躯干部陷入太深，不便于坐姿调整，也不能起到稳定姿势的作用。②透气性能优良。由于人久坐后，压住坐垫和靠垫的身体部位产生的汗和热气不易排散。特别在气温高的季节，若坐垫和靠垫用不透气或透气性差的材料加工而成，人体臀部与背背腰部所排出的较多的汗水与热量会使就坐者不舒适。

197本章的作业请设计一个灶台的高度,然后测量一个实际灶台的高度,对比两者是否有差异,差异产生的原因及合理性.请系统考虑一下抽油烟机的设计高度问题(提示,这里涉及到工作台高度,锅的高度,锅的斜面,人的高度,抽油烟机的功率等).设计一个课桌的平面.测量一个座椅的各个尺寸,并对这个座椅的合理性进行评价.

198第五章信息显示设计

199本章学习目的认识信息显示在人因工程中的重要性掌握信息显示设计的基本原则了解不同信息显示方式的优缺点及适用范围初步掌握信息显示的设计和应用了解信息显示研究的最新动向

2005.1信息的显示信息显示的人机系统信息显示器的分类信息显示设计的基本原则

201对信息显示的要求第一，鲜明醒目，可感知。第二，清晰可辨，可鉴别。第三，明确易懂，可理解。

202信息显示的人机系统的组成部分机器显示部分人体知觉部分人体意识部分人体肌体部分机器输入部分机器设备部分环境

203信息显示设计的基本原则与感知相关的原则与智力模型相关的原则与注意力相关的原则与记忆力相关的原则

204与感知相关的原则让显示清晰易读（听）避免绝对判断的限制从上到下的处理冗余的好处可辨别性

205带有色彩度量的海洋表面温度变化彩色图

206与智力模型相关的原则图形现实的原则:一个显示应该看起来像它所代表的变量(也就是说变量的一种图形化的描述)。运动部分的原则:动态信息显示中的运动部分应该与它所代表的元素在实际世界中的空间运动模式和方向兼容。

207运动显示实例

208与注意力相关的原则最小化信息的获取成本相近兼容原则多来源原则

209图5-4速度表和转速表有相同刻度的速度表和转速表易混淆（左）；有不同刻度的转速表和速度表，易区别（右）

210与记忆力相关的原则用视觉信息代替记忆：预见性辅助设计原则一致性原则

211图5-5一个被建议的预测性船舶交通控制显示

2125.2视觉信息的显示概述静态视觉显示动态视觉显示

2135.2.1概述视觉提供给我们最大的获取和处理信息的能力。因此，大多数信息显示是为视觉设计的。其他为听觉系统，触觉系统和嗅觉系统设计的显示，可统称为非视觉信息显示。

2145.2.2静态视觉信息的显示文字和字符符号和图标表和图导航显示和地图

215文字和字符文字和字符:虽然图形正在被越来越多地使用在显示中，大多数信息仍然通过文字以一种独立的模式或者用来标注符号、图标、图形等形式来传达。

216文字和字符的特性为有效地把文字融入到视觉信息显示中，下列文字的特性应该被考虑：对比度：文字和背景的亮度对比大小：高度、高度与宽度比率、笔划宽度与高度比率、字符间距、字（单词）间距和行间距字体：字符形状颜色：文字、背景的颜色选择、颜色的编码。

217选择恰当的文字和字符特性将取决于使用人群：谁将使用这个显示？使用者的视觉特点是什么：年龄、视觉敏锐度、视觉远近的调节性能、颜色视觉等？应用场合：显示会怎样地被使用？目的是什么？用户需要什么样的信息？信息需要以多快的速度和什么样的形式来传递？预期的观看角度和距离是多大？外界环境：环境亮度如何？显示被使用在办公室里，空中交通控制塔上，飞机驾驶舱中，设备维护区域或者设备保存处?

218文字和字符的大小对于文字的可读性，字符大小是最重要的决定因素之一，特别是对电子显示来说。对于怎样选择适当的字体大小，我们有一些指导性的参数。比如，对于动态的或者关键的显示元素，字符和符号应该至少在眼里形成20弧分的角度，最优在20到22弧分之间。作为一个粗略的估计，字符的大小应该是两百分之一的视距。对于字符和符号的高度，当符号的高度小于18弧分的时候，可读性开始减弱。应避免字符和符号在眼中呈现的角度小于16弧分。

219文字和字符的宽高比率字符的高与宽是一个基本的文字大小测量。对于最佳的可读性，英文字符的宽高比应为1（对汉字而言，应大约为三分之二），但宽高比率在0.6到1之间也是可以接受的。对于一些关键的信息，应采用较宽的符号；对于冗余线索来说，随着有助于可读性的可替换或者冗余线索的减少，应使用较宽的字符；对于动态字符，建议使用比静态字符（比如图例）更大的宽高比。

220笔划的宽高比率笔划的宽度和笔划宽与字符高的比率也是重要的影响可读性的字体特性[38]。对英文字母的研究发现，一般来讲，应采用小一点的比率，而对于黑字白底，最小为1比6的比率，对于白字黑底，最小为1比8的比率。对于浅字深底和深字浅底的优化的比率要求不一样的原因是因为放射效果。也就是说，浅色的字符或者符号容易扩散或者融入到附近的深色背景中去。为了适应这种不同，建议的笔划宽与字符高比率是：正图像（深字浅底）为1比6到1比8；负图像（浅字深底）为1比8到1比10（见图5-6）。对于强亮度的显示和当用户在光线黑暗适应期时，放射效果会被放大。

221图5-6不同的比划宽与字符高比率的字母和数字

222字符和行间距字符间距对于可读性来讲也很重要。如果间距太小，每个字符就难以区分，特别是在电子显示屏上。在计算机显示器上，特别是浅字深底时，字符和符号倾向于互相融入。因此，较宽的间距是需要的，但不要超过0.25比1。如果字母分得太开，那么单词或者条目就不大容易被看成一个整体。为了改进小文字的可读性，采用一个比字体大小大3到4个点的行高，也就是说，如果字体大小为8点，那么建议选择11或12点的行间距。为了改进那些有相对大的字符高度的字体的可读性，比如sansseriffonts，应增加行间距。同时，当浅字深底时，也应增加行间距。

223字体的选择从已进行的研究来看，有下面一些指导原则可以遵循：根据应用的环境来选择字体符合计算机显示的字体

224大小写和间距使用均匀的间距。均匀间距是更加清晰的，帮助单词的识别。当成行的结构需要时，比如数字的表格，使用等间距是恰当的。为了清楚起见，等间距也可用在单行输入区域。大小写。大写的单词比小写的单词更难认。小写的字母之间有更明显的不同，这一点有助于通过形状来感知单词。大写字母应该仅适用于名称，标题，或者标志等需要凸现的东西。混合大小写会使阅读变得更容易。当混合大小写或者小写字体中有大写时，搜寻大写单词的时间会减少。斜体。避免在电子显示上使用斜体。阅读斜体通常较困难，特别是一长段文字。一个原因就是显示并不能很好的呈现斜线，相比于垂直线来说，斜线显得是波纹状的。

225符号和图标符号和图标是标志的一种。标志的目的是去毫不含糊地传达某个物体的身份和功能。标志通常是印刷的文字，但也有符号和图标的形式。一个符号和它所代表的目标或者项目没有直接的关系，只不过按惯例，大家同意使用它。它的含义必须经过学习后，才能理解。图标是目标的一个图形化描述，不需要文字或者标识说明，就能容易地识别。

226符号和图标示意图5-7符号和图标图标：飞机场；符号：医院(Hospital)；图标：当心扎脚；符号：小心激光

227使用符号和图标的优点图标比文字在视觉上更明显我们会记住的一个联系于视觉化符号的名字或者称呼，因此符号既视觉化地，也语言化地存储在人们的记忆中，而文字的标志则只以语言的形式储存视觉化的图像以几个形式存储起来，并且互相之间紧密地联系在一起

228图5-8两种指示行人过街的信号灯

229图标的构成边缘。使用边缘可以增加一组图标的一致性，有助于澄清它的含义，提供这个图标一个开始和结束点。然而，图标可利用的空间通常非常宝贵。边缘需要更多的空间，有可能限制了可使用图像的大小，从而让这个图标不那么明显。因此，在边缘的使用上，一定要在整体设计上小心考虑。背景。一个恰当的背景能够强调这个符号或者图形，从而增加它的可见度和理解度。背景能够使用来分组图标，或者显示这个图标的状态。不过，要小心地设计背景，不要让背景淹没了中心图像，甚至与其冲突。文字标示。如果图标的含义不是对所有的用户都那么明显，可以增加一个文字的标示。研究表明，除了图形再加一个文字标示，可以帮助理解，减少反应时间，减少错误。

230图5-9图标的构成

231四个关键的标志设计标准可见易读。这个标准直接和对比敏感度有关。文字或者图标的笔划的线宽，以及与背景的对比度必须足够，以至于即使在可能的最差视觉条件下，形状也能够看得清楚。可辨别。这个标准要求，使一个标志区别于另一个在那个背景下可能出现的标志的特征应该被清晰地，显著地强调出来。含义准确清楚。即使文字或者标志清晰可辨，也不一定能够保证被正确地理解。在可能的情况下，尽量避免使用只有图标和简缩写的标志。位置。最后一个明显的，但也容易被遗忘的标志特征就是它们应该放在靠近它们所标志的物体的周围，并明确的联系于这个物体。

232图5-10相近兼容原则的应用-标示和接口的匹配

233符号和图标的选择考虑用户群体考虑应用场合选择含义清晰的如果适当，选用标准符号使用简单，不拥挤混乱的设计不使用相同的符号代表不同的含义选择前，在目标用户人群中进行测试

234表和图选择表还是图？第一个要做出的选择就是采用表格的形式还是图的形式。像我们前面提到的关于动态数据的显示，到底是选择数字形式还是模拟形式？一个标准就是我们需要多精确的读数。如果需要高精度的数据，那么表格是个明智的选择。而且不像动态数字显示，表格没有因为数据变化而造成读数困难的问题。然而，表格不能很好地表达数据的变化状态，也就是说数值增加或者减少的趋势不像在直线图中那样容易辨别。表格也不能支持对趋势改变速率的认知（加速或者减速），以及对两个变量变化趋势间的比较（两个变量间的交互），而在直线图中，这种交互能很容易地从图中线条间的分开或者走近的趋势看出来。

235选择什么样的图如果不要求绝对的精确度，而趋势信息的察觉和认知却很重要，使用图形显然是一个好的选择。选择应该遵循的简单原则。可读性拥挤接近性形式

236拥挤性图5-11具有不同数据－笔墨比率的例子a图：不必要地采用了三维图形；b图：最小化了数据-笔墨比率，但也失去了一些信息；c图：最佳地平衡了两者。

237接近性图5-12运用接近兼容原则到图表中a图：把图例放到线条的旁边，高接近兼容性，好的设计；b图：低接近兼容性，差的设计；c图：把需要比较的线条放在一个图中，高接近兼容性，好的设计；d图：低的接近兼容性，差的设计

238图5-13透视墙透视墙适合于观看和浏览大型的、线性结构的信息，它让观看者能在保持一个清醒的对自身位置和相关背景的意识的同时，集中注意力观看某个区域的数据。

239导航显示和地图地图是一个大家最为熟悉的一个导航显示的例子。导航显示应该服务于四个基本的不同类型的任务：第一，提供到达目的地的方向；第二，帮助计划；第三，如果旅行者迷路了，可用来帮助找回方向感；第四，保持对一般物体相对位置的情景意识。

240路线列表和指令显示最简单的导航显示就是路线列表或者说指令显示。为了有效地导航，当发出指令时，指令显示必须知道旅行者的当前位置，从而使每条指令在恰当的时间和地点发出。相对比的是，按空间设定的地图能更好地支持这些任务。

241地图的设计可读性拥挤和重叠位置代表地图的方位

242拥挤和重叠首先，有效的颜色编码可以用不同的颜色显示不同类型的信息。第二，对于电子地图来说，用户可以选择性地突出或者说增强需要的那类信息，而把其他信息弱化到背景中去。第三，突出强调所需信息的一个极端就是暂时地关闭那些不需要的信息。

243图5-14“你在这”（YouAreHere,YAH）地图

2445.2.3动态视觉信息的显示监视器的设计多重显示

2451、监视器的设计监视器的应用监视器设计的指导原则

246监视器的应用监视器显示潜在的可变定量数据，通常通过模拟数据或者序列数据来表达，比如通道频率、速度、温度、噪声水平或者变化的工作状态。基于这些信息，不同任务才能完成。监视器可用于设置，比如当无线频道接收到一个恰当的频率波时；监视器可用于观察，比如某个值（定量显示）或者某个状态（定性显示）达到后，应该采取某个行动；监视器可用于跟踪，比如根据所监视变量的变化去操纵另一个变量。

247监视器设计的指导原则可读性数字与模拟显示：大多数被监视的变量是连续变化的，因此，根据图形化原则，最好使用连续的模拟显示去代表变化的变量。模拟显示的形式和方向：如果模拟显示被选择了，那么图形化的原则应得到贯彻，也就是说，显示刻度盘的形状和方向应该和用户头脑中的智力模型一致。

248直线显示的刻度限制采用移动刻度盘。使用圆形的移动指针显示采用混合的频率分开的概念

249预测与延迟控制应该基于操作人员对于未来状态的预期，而不是当前的条件。像我们前面提到的，人们不是很善于预测未来，特别是在有压力的情况下，因此，好的预测性显示能够帮助人们完成监视和控制任务。

250２、多重显示设计布局的原则抬头显示头戴式显示器图形式显示

251多重显示的原则频繁性：频繁使用的显示应该靠近主视区重要性：这个原则要求重要的信息，即使不常被使用，也应该采用一种易引起操作人员的注意的显示方式。相关性：这个原则要求经常接连使用的显示应该放在一起。一致性：如果一个显示总是一致地把相同的仪表放在同样的空间位置，那么关于位置的记忆可以帮助我们容易地、自动地选择注意我们所需要的显示。有组织的分组：当显示数量较多时，应根据过程的功能和测量的种类来分成若干组，而且组与组之间要有明显界限。

252图5-17显示组织的不同程度a图高，b图低。每个组内的显示有很高的显示相近性，作为有效的显示，它们也应该有智力上的相近性，也就是，为了某个目的，互相是关联在一起的。

253抬头显示我们知道一个重要的显示布局设计原则就是把重要信息放近到主视区，这种方法的一个极端例子就是把显示的信息重叠到主视区上，叫作抬头显示。

254抬头显示的优点假定飞行员或者驾驶员大多数时间需要直视向外观察，那么重叠的抬头显示图像允许远处的环境和近处的仪器可以同时得到监视，而几乎没有信息存取成本。特别对于飞机上的抬头显示来说，我们可以重叠图像在远处环境与之有直接空间配对的物体上。因为许多抬头显示是通过平行图像投影的，这种方法重新平行地定向图像光线，而让图像对于人眼来说显得像在一个适应调解了的光学上的无限远距离。这样的好处就是，人眼适应性调节到更远的距离，而不是近处的挡风玻璃。从而避免了人眼在近处仪器和远处观察间的反复适应性调节。

255图5-19赛车上的抬头显示赛车上的抬头显示可投影消息到驾驶员的主视区

256头戴式显示器类似于抬头显示器，头戴式显示器是把显示装配到头上，从而无论人的头部或者身体像那个方向，显示器总在人的主视区内。相比于抬头显示器，这样做的好处可以允许用户在一个更大的远处场景范围内看到重叠的图像。在飞机或者直升飞机中，头戴式显示器允许飞行员在全方位扫描外部世界监视可能危险的同时，仍然可以看到飞行仪表。对于其他移动的操作人员来说，头戴式显示器可用来最小化信息存取成本，而同时允许从事其他操作。

257图形式显示有时，一个变量的多重显示能够在空间和形式上巧妙地部署，以至于某个相关于监视任务的特征能够从单个变量的数值的集成中直接地呈现出来。比如在病人的呼吸监视显示器中，可以用长方形的高度来显示病人每次呼吸的深度或者说呼吸量，宽度来显示呼吸快慢或者说呼吸速率。因为呼吸量等于深度乘以速率，而长方形面积等于高乘以宽，所以长方形的面积就代表了病人呼吸的氧气量和呼吸器加以的氧气量。这样，这个显示被图形化而产生了一个自然浮现的特征，也就是说，单独的变量（比如说深度和速率）图形化后而产生的一个特性呈现在显示上，表达了一个重要的，与任务相关的，综合的变量（比如说长方形的面积或者说呼吸的氧气量）。

258呼吸率氧气饱和度输液血压脉搏率温度排尿神经观察图5-20一个医疗设备的图形化参数显示

259图5-21图形化的一组读数查核仪表在第一排，在仪表间，甚至有延长的直线，这有助于发现偏离正常值的仪表

2605.3非视觉信息的显示听觉显示触觉、嗅觉等其他显示类型冗余显示

2615.3.1听觉显示听觉显示的优劣势听觉显示设计的基本原则警示显示的设计

262听觉显示的优势和劣势声音是环绕的，全方位的。听觉不依赖于光线的存在，因此不受差的可视环境的影响。声音是非常突出的，需要立即的注意力。我们的听觉系统能够过滤声音，使我们能够在嘈杂或有声的背景下定位和专注于特定的声音。

263听觉使用的范围（1）信号来源本身是声音（汽车喇叭）。（2）消息简单短小（火警）。（3）稍后不再需要这个消息（救护车的警报器）。（4）消息涉及当时的事件（博物馆里引导你参观的录音播放）。（5）当发出警报时或者消息需要立即的处理（烟雾警报器）。（6）视觉通道负担过重（空中交通控制）。（7）视觉通道不可获得（闹钟）。（8）当语音反应需要时（服务台）。（10）照明条件或者对黑暗的适应限制了视觉的使用（飞行舱）。（11）消息的接收者在执行工作时不得不移动位置（电力厂）。

264听觉的劣势吃惊反应定位困难对抽象声音的有限记忆被其他声音所掩盖对声音/噪声的适应

265听觉显示设计经常存在的问题声音太大过于频繁发生太多听觉显示所传达信息太含糊

266听觉显示设计原则限制声音警示的数量。对不同场合使用的听觉信号应尽可能标准化。采用声音的强度、频率、持续时间等维度作信息代码时，应避免使用极端值。对言语警报来说：字词长短要合适，字、词、语句间距要适当，语句太长会浪费时间，太短又含义明。应根据与人生存安全关系的大小和操作员参与程度确定不同级别的显示(如应急告警、告警、注意与提示)。由于噪声的掩蔽作用会使信号的觉察阈限升高，所以只有将信号的响度提高到足以抵消掩蔽效应的水平，才能正确觉察信号。要保证100%的可探测性，信号必须要高于环境和背景噪声15分贝。对于要求快速反应的信号，信号必须要高于环境和背景噪声15分贝。信号必须在频率上区别于背景噪声

267听觉显示设计原则（续）信号必须要足够地不一样，以便一个不被另一个掩盖。不同的声音信号应尽量分时呈现，时间间隔不宜短于1秒。信号必须在50到5000HZ之间，包含至少4个显著的频率成分，每一个在1000到4000HZ之间。信号应该由有规则的，和谐的频率成分构成（比如可感知的音调顺序），而不是不和谐的成分（比如噪声）。信号的基本频率中的快速（100ms）消失，能抓住注意力并传递紧急状况的信息。为引起注意，尽量使用间歇或可变的声音信号，比如使用间断的嘟嘟声或者一升一降的音调（1-3周期/秒）。使用时间模式去增加信号的可侦探性和可辨别性。必须在1000英尺外听到的信号应该低于1000HZ，因为低频声音传得更远。必须穿透隔离物或绕过障碍物而被听见的声音应该低于500HZ，因为低频声音能通过障碍物传播使用冗余的视觉指示器。在未来应用环境中进行测试，以确保有效性。

268警示显示的设计由于人对突然发生的声音具有特殊的反应能力，听觉显示经常用来吸引和导向用户的注意力。一般来讲，根据不遵从警示的后果的严重性，警示显示被分为四个水平：　　第一，警报：一个危险的事件正在发生，需要立即反应。　　第二，警告：如果不作出反应，一个危险的事件马上就会　　发生。　　第三，警惕：如果事态进一步发展，一个危险的事件可能会发生。第四，劝告：建议做出反应，否则危险事件在未来可能发生。

269警示显示设计注意事项一般来讲，劝告性的警示并不需要声音信号，纯粹的视觉信号就足够了。警报和警告是很严重的警示（比如说有生命危险的紧急情况），应该通过显著的声音信号来表达。警惕性的警示（是危险性小的警示）可通过不大显著的声音信号来传达（比如柔和的声音信号）。必须小心地选择音调，分贝数和警示的频率。作为一个强大的“注意力抓取者”，声音也能是一个“任务干扰者”和令人讨厌的东西。因此，除非是真正紧急危险的情况，应该尽量少地使用声音警示。通常情况下，声音警示可以通过视觉信号来增强，比如采用闪烁灯来提供冗余的感官编码，这些用来显示危险或紧急状态的信号灯称为警告灯。生产设备上易发生故障或危险性较大的区域，应配置声、光或声、光组合的报警装置。事故信号，宜能显示故障的位置和种类。危险信号，应具有足够强度并与其他信号有明显区别，其强度应明显高于生产设备使用现场其他声、光信号的强度。由于闪烁灯的一开一关能引起注意（每次的一开一关本身也是信号的冗余），因此，警告灯宜用闪光灯。闪光速度不宜过低或过高，以3—10次/秒的闪光速度为宜。警告灯处于视野中不同的位置时具有不同的视察效果，最重要的警告灯应安置在视野中央3度的范围内，所有警告灯不宜超出视野30度的范围。

2705.3.2触觉，嗅觉等其他显示类型除了视觉和听觉显示，还有利用触觉和嗅觉。当环境妨碍或者排除了视觉或者听觉的使用，我们就不得不使用这些感官来显示信息了。这些不利于视觉和听觉的条件包括：视觉和听觉通道已经超负荷，环境太暗太亮，或视觉被阻断，或环境太嘈杂。

271触觉显示利用用户的接触觉的显示叫做接触觉显示。接触觉显示是利用人的皮肤受到触压刺激后产生感觉，而向人传递信息的一种方式。触觉显示以提供接触觉和肌肉动觉/力反馈为特点。大多数接触觉和触觉显示是设计给手或者手指的，因为这些身体部分有最多的和最敏感的触觉接受器。接触觉和触觉显示接受和处理机械能量，不同于视觉系统的光能，听觉系统的声能以及嗅觉和味觉系统的化学成分。

272图5-22高速公路两边的凸凹纹通过震动和声音来提醒偏离车道的驾驶员

273触觉显示的未来关于感觉显示在商业和军事飞机中的应用研究一直在进行之中。美国国家宇航局和美国海军已经开发出来了一个装备有微型触觉激发器的马甲，通过感觉器的震荡，来传递空间的方向。这种带有触觉情形意识系统的衣服，可以提供空间定位和触觉信息，比如威胁，目标僚机驾驶员的位置和飞机的姿势，海拔高度，飞行速度等。俄亥俄州立大学已经实验性地研制出了一种装备有感觉器的手腕带，用来支持飞行员克服在监视自动飞行状态中的视觉信息的超负荷。在模拟实验中，这些触觉显示被确信有助于增加飞行员的关于状态变化的意识和减少反应时间。感觉显示是远程操作和远程机器人的一个基本组成部分。在远程操作中，用户或者说操作员远程地驱动一个电子机械设备去执行一项任务。为了成功地操作一个远程的目标，给操作员的力反馈是必要的。这些系统的应用范围包括，清理有辐射的场所，处理炸弹，外空行星的探索等。另外一些新兴的使用感觉显示的应用包括，机器人手术和远程手术。

274嗅觉显示不同于视觉和听觉是能源波以光和声波的形式被察觉和处理的结果，嗅觉是一个化学感觉。因为气味分子在构成和形状方面的广泛多样性，不可能开发一个类似光波长和声压力水平的“嗅觉度量”。我们能够察觉超过一万种的气味，能够识别一些浓度小到只有十亿分之一的气味。我们的嗅觉已经进化成为一个重要的“生存线索”，可以警告我们环境中发生的变化，比如，火灾的发生。它也可以警告我们可能有毒的食品的特性，比如奇怪的气味或者腐臭味。嗅觉也是一个有效的记忆刺激，可以唤起强烈的情绪反应。

275嗅觉显示有以下优势：空气中的气味分子能传递很远的距离。味觉系统在不需要有意识的注意力的情况下工作在背景中，直到环境中发生某个改变。味觉可以使用在当视觉和听觉系统超负荷时。人类可以在绝对判断的情况下，识别15-32种一般气味。气味是一个比其他感觉更好的可记忆线索。气味能增强学习和回忆能力。气味可以产生一种沉浸或者存在于一个人造环境中的感觉。

276嗅觉显示也有以下劣势：不同的人对气味有很大不同的敏感性。至少百分之一的人有嗅觉或者味觉的疾病。对气味的敏感度随着年龄的增加会减弱。对气味的敏感度也依赖于性别，女人对气味有更大的敏感度。敏感度会暂时的减弱由于感冒，流感或者过敏等原因。人类能很快的适应气味，甚至是恶心的，恶臭的气味，因此在一个短时间的暴露于气味中后，这种气味也就不再被感知到了。相对于绝对判断来说，人类更善于相对地判断气味。气味的扩散很难控制。对一些人来说，一些气味会引起过敏反应，恶心和头疼。使用气味来传达个人信息，不适合使用在有多人的场景。

277嗅觉显示的应用例子到目前为止，气味已经经常地被应用在信息显示中。大多数情况下，我们是利用了嗅觉系统工作在背景中的这个特性，直到环境中发生了一个改变。气味使用在信息显示中的最熟悉的一个例子就是添加硫醇，一种硫化物到无味的天然气中去警示天然气泄漏。另外一个少为人知的例子就是，注入硫醇到矿井中，作为疏散撤离的信号硫化物那种腐烂鸡蛋气味很容易被人的味觉系统察觉和辨别。人类能够闻到硫醇的气味，即使其在空气中的含量少于十亿分之一。

278嗅觉显示的未来嗅觉按钮已经被建议应用在计算机系统中，这类似于听觉按钮。也就是说，一个嗅觉按钮将复制一个现实世界中的气味。一个例子就是，在一个花园网站释放花的气味，或者在一个厨房用品网站释放咖啡的气味。计算机控制的气味产生和传输是一个复杂的任务，如果更多的气味需要产生和传输。气味首先必须要进行化学分析和浓缩，以便于重造这个气味。气味是复杂的化学合成物。它们中的许多可以混合在一起，创造出新的化合物或者气味。而且，一个气味的浓度可以决定这个气味是令人愉快的花香一样或者是令人讨厌的臭味。可靠地制造出某种确切的所需要的气味，以及在释放在一种气味之前，清理前一种气味被证明是困难的。

2795.3.3冗余显示没有哪一种感官显示能替代视觉显示成为主要的信息显示工具，但是，创造性地使用听觉，触觉，嗅觉和味觉显示，能增强人的工作绩效；我们不用完全依赖于视觉显示去传达信息。

280非视觉显示的原因和好处。适应个人敏感度的差异弥补超负荷的感官系统补偿不可获得的感官通道完整比部分的总和好

281非视觉显示的原因和好处（续）也许，在显示中使用冗余的最重要的理由是因为我们的感官系统本来就是一起工作来处理信息的。如果我们使用来之多个感官的输入，人们更可能做出关于环境中刺激和目标的正确判断。研究发现：没有来自其他感官的输入，我们仅仅能识别三分之一的气味。当和颜色线索一起呈现时，气味鉴别的速度和准确性能得到提高。有关一个在虚拟现实中眼和手协调的研究中，力反馈使性能改进了12%。当考虑到错误的减少后，性能改进了20%。在另一个虚拟现实研究中，触觉和嗅觉线索显著地改进了对已探索环境的记忆。在一个关于飞行员使用的带有触觉激发器的护腕的研究中，视觉指示器加上这个有触觉显示的护腕，带来了100%的信号发现率。

282本章作业分析一个手表的显示,看它符合或违反了哪些人因工程的原则,对使用效果有没有什么影响.分析一下视窗WORD软件的显示,特别是它的视窗和图形显示,看一看有什么值得学习,借鉴或改进的地方.收集不同的男女厕所或大街上行人行走的标志,对各种方案进行评价,选出或设计一个最好的方案.收集一个产品的说明书,对这个说明书的合理性按人因工程的原则进行评价.

283第六章控制器的设计

284本章学习目的认识控制器设计的重要性掌握并能应用控制器的设计原则了解不同种类控制器的优缺点及适用范围能够分析控制器设计的合理性了解控制器设计领域的最新动向

2856.1控制器概论控制器是把人的控制信号传递给机器系统的工具。在人-机系统中，控制器作为人和机器之间的联系纽带，是把人的控制意愿转化成机器运作命令的手段。

286

287狭义和广义的控制器根据控制的特点，控制器的定义能够被分为狭义和广义两种。狭义的控制器在负责控制命令的传递过程中，本身不具有分析选择的智能，换句话说，这样的控制器没有采用程序控制的机制。大多数传统的控制工具都包含于这个狭义的定义之内，它们一般需要人特定的身体部位来触发控制。广义的控制器在狭义控制器的基础上，还包括了采用建立在计算机技术之上的各种智能型程序控制。由于程控技术的采用，控制器本身具有了一定的分析能力，因而为通过声音或眼睛等方式进行控制提供了可能。

288研究及应用领域的变迁从人因工程角度系统地对控制器进行研究起始于半个多世纪之前。早期的研究集中于前面所谈到的狭义上的控制器，这些控制器大都由人的手或脚触发，研究的重点在于控制信息的编码以及控制器设计的标准化等问题。随着计算机的出现和推广，控制器的设计和研究产生了几个较为重大的变化。

289控制器的分类离散或连续型控制器根据所传递信息的特性，控制器可以被分为离散型和连续型两大类。离散型控制器其所传递的控制信息的离散的，是在有限值域内的一个选择。对于一个离散型的控制器而言，控制状态之间的切换是一个突变的过程。与此相反，连续型控制器所传递的是连续信号，通常是在连续值域上一个选择。　　在控制器设计过程中，对连续型或离散型控制的选择要从应用的场合及其要求出发。一般来说，离散型控制常用在控制状态数量较小情况下。一般的经验是，当控制状态少于25-30时，离散控制适用；而当需要进行精确细微调控或控制状态较多时，则通常采用连续型控制。值得提出的是，使用者在通过离散型控制器的操作过程中能得到更多的控制反馈。

2902)直线型或旋转型控制器根据所允许的操作方向，控制器又可以被分为直线型和旋转型两类。典型的直线型控制器包括按钮、上下拨动的开关，和沿直线方向前后移动的滑杆等。旋转型控制器则包括传统的电话拨号键盘，门的旋转把手，和广播上的圆形音量旋纽等。一般来说，对于连续信号经常采用旋转型控制器，这样可以把控制器设计得较为小巧，节省了空间；而在针对离散信号时，采用直线型控制器又有着设计简单、明了的优点。在这两种控制器类型之间的选择并没有一定的准则，设计人员往往发挥想象力，并结合实际问题而做出选择。

2913)单自由度或多自由度控制器控制器的自由度决定控制器上活动部分所允许的运动方式。简单地说，单自由度的控制只发生在单一方向上,这种单自由度控制也常常被称为一维控制。相比之下，多自由度控制器能够实现多于一个自由度的控制运动，常见的例子包括电脑鼠标，游戏操纵杆，手动汽车的档位操纵杆等。这几个例子中，控制器都接受使用者两个自由度上的输入，因此也被称为二维控制。从控制的信号输出角度出发，单自由度控制是单值输出，而多自由度控制是向量输出。大多数情况下，多自由度的向量输出都能通过多个单自由度的控制加以组合而实现。

292图6-2空间球（左）和幻影（phantom）（右）6维输入仪是两个6自由度控制器的代表

2934)手控、脚控等根据人触发控制器时所采用的身体部位和交互方式的不同，控制器也可被分为手控、脚控等不同的种类。由于人身体不同部位的力量、灵活性各有差别，控制的设计应该从它们的不同特点出发。人的手动作灵巧，因而适合从事精确、细致的控制工作，如键盘输入等在多个控制位之间频繁转换的任务。相反，人的脚部力量大，但灵活性较差。因此，脚适合于控制动作简单、但触发控制力量较大或需要持续施力的工作任务。从控制自由度的角度上说，多自由度的控制要求较为复杂的控制动作，因而一般采用手控；而脚控一般作为单自由度控制的一个方式。在实际生活中，脚控常常作为手控的一种补充形式，在人的手已经被别的任务所占有的情况下，脚可以用来完成一些辅助性的任务。最典型的例子是驾驶汽车，弹钢琴，或操作传统缝纫机时所采用的手脚合作的方式。

2945)自由移动型和固定型控制器根据在受力情况下的表现，控制器可分为自由移动型和固定不动型两大类。区别这两类控制器的一个通俗易懂的例子是计算机上鼠标的两种实现方式。如图6-3所示，常见的计算机外置鼠标状似一个小老鼠，通过电线连接在计算机上。它是一个自由移动型控制器的代表。随着人的作用力，这个鼠标可以在二维平面上自由滑动，控制信号（X,Y坐标位置的变化）是通过感知其运动而实现。而一些手提电脑上附带的鼠标杆则是固定不动型的控制器的代表。鼠标杆位于键盘中部，用户按动此杆就能达到控制指针的作用。与自由移动鼠标不同的是鼠标杆不会改变位置，它所感知的是人施加于其上的作用力。

295图6-3鼠标（左）和鼠标杆（右）各自是自由移动型和固定不动型的一个代表

2966.2控制器的设计原则形形色色的控制器出现在我们生活、工作的各个角落。虽然它们各自之间在形态功能上存在着种种不同，我们能够总结出许多相对稳定的共同特征：所有的旋钮都有一定的形状和大小；大多数控制器都对控制运动有一定的阻力；我们挑选控制器的用料时要考虑材质的特性；设计人员在设计控制器时都要考虑如何防止控制器被错误激活，等等。

2976.2.1控制的编码1)形状编码在形状编码的标准手册中，设计人员可以查阅到各种标准化了的形状。这些不同的形状都保证使用者只需通过触觉就能将其区分开来。为了制定标准手册，科研人员对大量不同的形状进行了调查。

298图6-4一个系列只需要通过触觉就能区分开来的形状编码方式

2992)尺寸编码控制器的尺寸编码是通过控制器的大小来实现对不同控制器的区分。一般来说，作为编码方式的一种，尺寸编码不如形状编码有效。以手柄为例，如果一次让被试人员触摸一个手柄，则通常他们最多只能比较三个不同手柄的大小。一般来说，两个形状相似的控制器，在尺寸上需要存在20%左右的差别才能保证被操作人员有效区分。因此，在实际工作中，尺寸很少被做为唯一的编码方式。为了保证控指器编码的有效性，尺寸编码常和别的编码方式结合在一起被采用于设计中。

300图6-5只通过触觉能够到达有效区别大小两个旋钮目的的旋钮直径尺寸对应关系0123456较小旋钮的直径（单位：英寸）较大旋钮的直径（单位：英寸）6543210

3013)质地编码除了尺寸和形状之外，控制器表面材料的质地也是编码的一种形式。由于对于质地的分辨需要较敏锐的触觉，因此这种编码方式通常在手控控制器中采用。常见的设计方案包括使用不同的手柄材料和在手柄表面刻画不同的纹路两种方法。在材料的选择上，木质、塑料和金属等都是较为常见的选项。而通过表面纹路来改变质地，往往需要较大的差别才能保证编码的有效。在采用质地作为编码时，另外要注意两点：第一，人手的触觉在环境因素影响下会发生变化，因此，对于在寒冷、水下等环境下使用的控制器，利用质地编码时常会发生失效的情况；第二，当操作者必须戴手套完成控制时，质地编码也常常失效。

3024)位置编码当汽车司机在驾驶中把脚从油门换到刹闸时，当我们晚上回到家中在墙上摸索电灯的开关时，当计算机用户在键盘上进行盲打时，他们所依靠的都是控制器的位置编码。通过这种编码方式区分控制器的主要难度是如何设计控制器之间的位置间距，从而保证操作者能够准确地把不同的控制器区分开来。为了回答这个问题，研究人员通过实验，让被试人员在眼睛被蒙住的条件下，在水平和垂直两个方向的控制面板上选择不同的开关。在实验中，这些开关之间的间距为2.5厘米。实验的结果显示被试在垂直方向上选择的准确率要高于水平方向。根据错误率的大小，设计人员可以大致上选取6.3厘米作为垂直方向分布、10.2厘米作为水平方向分布的控制器设计间隔。当间隔大于这个指标时，操作者能够较为准确的通过位置分辨不同的控制器。

3035)颜色编码利用颜色对控制器进行编码十分常见。对于颜色编码的使用要注意几个方面。首先，由于不同的颜色在公众常识中代表不同的含义，在采用颜色编码时，应该注意到在颜色的挑选时要保持与常识的一致性。第二，颜色编码只在操作者能够看到的情况下才有效，因此采用颜色编码对于工作现场的照明条件有一定的要求。另外，当控制器有可能被弄脏的情况下，颜色编码也可能失效。在实际工作中，颜色编码常与尺寸等别的编码一些组合使用，增强对控制器区分的有效性。

3046)助记标识控制器设计中一个容易被忽视的属性是它的助记标识。如名所示，助记标识是帮助操作者理解、记忆控制器功能的文字或图形式的标签。虽然助记标识看似简单，但它们的重要性不容低估。如何设计简单易懂、不易产生歧义的标识方式，特别是在当前产品国际化的形势下，设计出不同语言、不同文化背景的使用者都能正确理解的标识是对设计人员的一个挑战。好的标识设计应该满足统一、通用等特点要求。对于成功设计的助记标识，操作者不需要进行训练，就能够理解标识所代表的含义。

305有关控制标识设计的常用原则统一规划标识的位置，避免把一部分标识放在控制器之上，另一部分放在控制器的下面的混乱设计。标识的内容应该简洁明了。利用抽象的符号作为标识时，往往需要事先对操作人员进行识别训练，因此应该尽量避免使用。在标识上配合使用颜色编码通常是一个十分有效的方式。颜色的选择应该符合人们的常识，例如利用红色代表紧急、或停止等意义。颜色在标识设计中应该作为辅助方式，而不应该作为主要或唯一的编码方式。提供恰当的照明，保证操作人员能够准确阅读标识。

3066.2.2控制-显示比为了研究控制与显示之间的关系，科研人员提出了控制-显示比的概念。如名所示，控制-显示比指的是控制量和其引起的显示量之间的比例。

307图6-6完成鼠标穿越和调整所需的时间和控制-显示比之间的关系穿越时间调整时间最优控制-显示比高(低灵敏度)低(高灵敏度)时间控制-显示比调整、穿越时间总和

3086.2.3控制器的力学特性根据控制阻力的成因，可以把它们分为四大类：弹性阻力、静态阻力、粘性阻力和惯性阻力。弹性阻力有时也被称为弹簧阻力。采用弹性阻力的控制器都有一个平衡位置。当控制器离开这个平衡位置时，阻力会增大，阻力的大小与控制器离开平衡位置的距离成正比。当外界的作用力消失后，控制器在松弛的状态下会自动回复到自己的初始平衡位置。通过弹性阻力，操作者能较准确地感知控制的大小。静态阻力也被称为库仑阻力，它是阻碍静止控制器开始运动趋势的阻力。一旦静止的物体开始移动后，

309控制器的力学特性静态阻力即开始迅速减小。我们在试图推动没有轮子的重物时所感觉到的阻力就属于静态阻尼。虽然让静物脱离初始的静止状态需要很大的作用力，但是，一旦物体开始移动后，需要让它保持运动的作用力就迅速减少。这种静态阻力对操作人员的精确控制造成很大不便。

310控制器的力学特性粘性阻力的大小与控制器中运动部分的运动速度成正比。利用粘性阻力能够防止控制器运动过快，过滤掉不规则的控制运动，支持操作人员进行平滑的控制调节。比如，液压控制的工作原理就是让活塞通过粘性液体，利用粘性阻力来实现平滑的调控。

311控制器的力学特性惯性阻力的大小与运动物体的运动加速度成正比。它能防止控制器快速变速。惯性阻力的效果通常表现在体积较大的控制器中。虽然惯性阻力也支持连续平滑的控制动作，它也有负面影响。例如，在需要进行精确调节时，克服惯性阻力需要操作人员施加较大的作用力，从而常常会造成用力过猛等误操作的情况。

3126.2.4公众常识与控制器的设计控制器的设计要合乎于公众的常识意见。对于这一点我们以几个例子来说明。首先，举一个最简单的例子。在控制器的颜色编码中，设计人员如何选取不同的颜色来区别控制的不同呢？如果我们建议“用红色代表紧急状态或停止，绿色代表正常或运行”，相信许多读者会觉得这个选择很自然，原因在于这个设计选择和大众对这两种颜色所代表的象征意义的理解是吻合的。因此，在看到了喷涂了红色的控制手柄，自然而然会提醒操作者它们一般用在紧急的情况下。这就是一个合理顺应公众常识进行设计的例子。

31310501050图6-7旋钮控制中关于旋转方向和所控制数量变化之间关系的三条常识图中所示的旋转方向都会引起所控制量的增加

3146.2.5控制器的保护利用凹陷保护寻找安全位置合理空间布局附加额外遮盖利用沟槽锁定特定操作次序增强控制阻力

3156.2.6可接近性指数如何决定在一个控制平台上，多个控制器的分布设计是否合理？为了回答这个问题，我们就要引入可接近性指数这个概念。简单地说，可接近性指数代表了操作人员接近控制器的容易程度。它的计算考虑到操作人员能接近控制器的容易程度、控制器的使用频率，以及控制器相对于操作人员的相对物理位置等三个因素。

316可接近性指数的计算公式中，r代表操作人员到控制器的绝对距离和此控制器的使用频率的泊松相关系数。代表了位于操作人员伸触边界内的控制器的频率排队位次，则代表了位于其伸触边界之外的控制器的频率排队位次。n代表位于伸触边界外的控制器数；N代表所有控制器的总数。s代表参与实验的操作人员总数。

317可接近性值数的范围可接近性指数的值域是在-2.0和+1.0之间。指数越靠近1.0，代表控制器的布局越合理。通过这个量化的指标，设计人员能够在几个不同的控制平台设计方案中选取最优方案。

3186.3传统控制器的设计基本设计原则手柄设计脚踏板设计

3196.3.1基本设计原则在工作和生产的过程中，控制器的设计工作在选择具体的设计参数之前，首先要认真考察设计的目的和意义。通常来说，专用控制工具的设计目的是为了减少使用者的操作时间，提高工作效率和促进工作安全。这是控制器设计的第一条基本原则。一个控制器的成功设计要考虑一系列因素：控制器的功能目的、工作环境、操作方式、操作规程、与别的控制器之间的关系，等等。人因工程师通过多年的研究所制定出的各种设计手册对我们在某一设计方案中选取一定的设计参数能够起到参考和指导的作用，但是，具体的设计工作必须要和实际问题相挂钩，这也是控制工具设计的第二条基本原则。

3206.3.2手柄对于手柄的尺寸设计，由于缺乏国内的资料，这里我们以西方数据为例进行讨论。对于力量型手柄，研究建议的直径尺寸为3.6厘米左右[84]。手柄过粗，则拇指和食指无法牢扣；而手柄过细，则又缺乏足够的表面，难以保证手掌与手柄之间产生足够的摩擦力，容易打滑。对于精确型手柄，所推荐的手柄直径为大于0.6厘米[85]。研究发现，手柄设计中最重要的是要给手提供足够的接触表面，具体的手柄型状反而不那么重要。在一项研究中，科研人员在13中不同的螺丝刀之间比较人手所能施加的力量的大小。结果发现，当手柄大小的因素被排除后，各种不同手柄形状之间没有显著的差别[86]。另外，在手柄表面材料的选取上，要尽量采用有一定弹性并能够提供较大摩擦阻力的材料。木料、橡胶和软塑料等都是较合适的材料，金属手柄反而不是最佳选择。

321图6-8（a）传统的剪刀手柄，在使用时要求人弯曲手腕（b）经过改进的剪刀手柄，弯曲的手柄设计让人在使用时能够保持手腕的自然伸直

3226.3.3踏板虽然踏板作为一种控制器被广泛运用于钢琴，缝纫机等许多产品上，但大量对于踏板的研究是源于汽车中油门和刹闸的设计。汽车踏板的设计要关注两个问题：第一，踩动踏板所需力量的大小；第二，油门和刹闸踏板间相互位置和其对踩动踏板所需要时间和准确度的影响。

323汽车踏板的设计为了解决这些问题，设计人员定义了一系列相关的踏板参数，如踏板固定支点的位置，使用者在踩动踏板时，脚部用力的方向，其脚和腿之间的角度，以及人和踏板之间的距离等。用来衡量踏板设计好坏的标准包括单一踏板踩动速度和准确度，和脚在两个踏板间的切换时间等。

324图6-9踏板设计中的重要角度定义

325汽车踏板的设计对于踩动踏板所能达到的速度和准确度之间的关系，设计人员从人的心理生理能力入手来进行研究。以汽车的油门和刹闸的设计为例，大量的研究投入用来决定两个踏板之间的最佳空间关系。研究人员在广为人知的Fitts定律基础之上，采用类似的方法对脚在两个踏板之间的运动速度和准确度进行量化研究。研究人员首先对两个位于同一平面上的踏板进行了测试，结果证实了Fitts定律对于描述脚控运动的有效性。由于在脚控中，人脚底的任何一个部分都能踏中踏板，所以在利用Fitts定律的计算公式时要调整目标物体宽度的计算方式，用实际物体的宽度加上操作者脚的宽度作为整个目标物体的宽度。当用这个调整过的宽度值计算其难度指数时，所得到的预测值和实际试验观察数据的相关系数达到0.98。因此，对于设计位于同一平面上的两个踏板，脚踏动作的速度和准确性之间的关系能够通过Fitts定律的公式准确的计算出来。具体的计算参数可以在设计手册中查阅。

3266.4人－计算机交互中控制器的设计随着计算机技术的成熟与推广，计算机已经日益融入我们工作生活的方方面面。为了提高计算机的使用效率，越来越多的科研人员开始从人-计算机交互的效率入手进行研究。在本节中，我们将选取人-计算机交互中有关控制器设计的几个专题进行介绍，重点突出各种数据输入技术。我们将以键盘为代表，讨论各种不同的控制器设计原则在其设计中的表现。此外，对计算机的中文输入技术，我们也进行一些简要的介绍和讨论。

3276.4.1数据输入设备的设计计算机的广泛使用不但极大地方便了我们对信息的存储、传输和分析，同时也改变了我们和信息交互的方式。人-计算机交互中的一个重要环节就是信息的输入，如何把信息传递给计算机是我们能够利用计算机为我们工作的第一步。这里的信息不光指数字和文字信息，还包括控制信息。早期的计算机尝试了打孔条、旋钮、输入杠杆等不同形式的输入设备，但随着技术的成熟，键盘逐渐代替了其它输入方式而成为标准的输入设备并被广泛运用于世界各地。

3286.4.2键盘从控制器的研究角度上讲，键盘实际上是一个汇集了多种控制器的控制平台。每一个键位就是一个独立的控制器，其功能就是输入一定的字符或控制信号，击键实际上就是触发这个控制器的过程。前面我们关于控制器设计原则的讨论都可以被引申到键盘设计上。

329键位的字符分布目前的英文标准键盘通常又被称为QWERT键盘，它是根据其字母分布方案的第一行上的字符分布顺序而得名的。这个字符分布方案沿袭了打字机上的字符分布方案。有意思的是，这个字符分布方案的设计并不是以提高字符的输入速度为目标。正相反的，由于它最初是为早期的机械打字机而设计的，由于在当时的技术条件下，打字机的机械传动部分的工作速度比不上人手的击键速度，因此这个字符分布方案特意把英文中出现频率高的字母分配给最弱、最慢的小手指控制，同时又把常见的字母组合也设计在同一手的控制范围内，以此降低击键速度，避免因击键过快而造成打字机卡壳的现象。

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331键盘的数字分布方案标准计算机上的数字键位集中于两个地方，第一处数字键位在字母键位之上自成一列；另外一处是个独立的数字小键盘，设计在英文标准键盘的右侧。这两处数字键位的功能相同，用户根据自己的偏好和输入任务的特点可以自行选择。一般来说，位于字母键盘上方的数字键常被用来进行包含字符、数字的混合输入信息，数字键位列于字符键位上方，利于进行盲打；而独立的数字键盘则通常用以输入纯数字的信息。

332图6-11（a）电话键盘上数字键位的分布方案；（b）计算机和计算器上数字键位的分布方案12345678907894561230

333键盘的手感笼统地说，键盘的手感通常指的是操作者在击键时，键盘所给予人的感觉，这通常被认为是一个主观的难以言传的概念。通过人因工程的分析，研究人员找出了一系列影响键盘手感的客观因素，如键位的运动方向、阻力特性、以及所谓的键位粘度等。这些因素综合起来影响到键盘给人的感觉。为了测试不同的键位参数，研究人员进行了许多实验比较不同的弹性材料的特性以及它们对输入效率的影响。这些不同的弹性材料在手指下压键面和键面回弹过程中的反应方式不同，实验的结果对键位粘度等指标的标准化和以后键盘材料的选择都起到了很大的指导作用。

334键盘使用引起的损伤及其防护常见的长方形标准键盘需要使用者弯曲两个手腕完成击键输入的工作，腕部损伤正是由于长期在这种手腕扭曲条件下工作的结果。为了改变这个现状，不少研究人员提出了许多改良方案，设计出一系列造型各异的新型键盘。

335

336汉字的编码汉字编码的基本原则是把汉字通过一定的方案分解成一些基本的组成部件，当所有组成部件的集合小到可以分类归纳为26（英文字母数）个之内时，设计者就能够把这些组成部件分布到英文键盘的字母键位上，从而实现利用英文键盘进行中文输入的可能。编码设计的关键在于两点:首先，如何建立这样一个基本的构件集合？第二，在得到了基本构件集合的基础上，如何合理的将之分布到英文键盘上？

337汉字的编码（续）从七十年代末到九十年代中期，数以百计的不同编码方案如雨后春笋般不断涌现。进入九十年代中后期，随着智能型输入技术的引入，编码之争进入了一个新的阶段。由于智能型输入法通过常用字词频率统计等种种技术，大大提高了输入的效率，因而得到用户的广泛接受。

338音码和形码的比较绝大多数别的编码都能被归纳成两类：音码或形码。所谓音码指的是通过汉字的发音而进行编码的方式。音码的优点是编码构件与英文吻合，因此用户不必学习新的编码键位分布方案；另外，汉语拼音方案是我国教育普及的一个部分，我国现有的计算机用户中大多数人都有拼音的基础，因而在使用音码的过程中，不需要进行额外的编码学习。但是，音码也存在几个问题。第一，许多老年用户没有学过拼音，对他们来说，掌握拼音仍有很大的难度。第二，方言在国内许多地区仍然十分普遍，由于方言发音和普通话的不同，很多讲方言的用户经常为一些容易混淆的字音而发愁。这也限制了音码的推广。第三，汉字中存在着多字同音的现象，这造成了在输入拼音编码后要进行在同音字之间进行挑选。

339音码和形码的比较（续）许多研究人员开始在汉字的字形上做文章。通过字形的分解来设计编码，从而开创出形码这另外一大类汉字编码方式。一度被广泛接受的形码代表是“五笔字形”。采用这种编码输入方式，典型单个汉字的输入只需要四次击键，而且重码率很低，熟练的输入人员完全可以实现盲打输入。形码也存在它的致命缺陷，这就是编码的学习难度。

3406.5控制器领域的新发展如前所述，狭义控制器的操作大都是通过人的手和脚来完成的。微型计算机的出现和推广，对控制器的设计和开发提供了一个崭新的空间。从声音控制、眼睛控制、到各种形式的远程控制，新形式的控制方式不断涌现。这些控制方式基于传统控制概念之上，利用新的控制模型，推广应用于许多新的领域中。在本节中，我们将简单介绍其中与人因工程相关的一些设计挑战。

3416.5.1远程遥控远程控制技术，作为人类探索外太空和深海的重要手段，经过几十年的发展，终于从理论变为现实。远程遥控的好处显而易见。在遥控系统中，人作为控制的中枢起着至关重要的作用，在系统设计中如何满足人的需求仍然是遥控设计中一项重要的挑战。这其中与控制器相联系的人因要素包括控制方式的设计，控制信息的反馈方式，和反馈的延时问题。

342图6-13可以跟踪手部运动和空间位置的数据手套

3436.5.2声控语音控制在众多场合都成为传统控制的一个有效替代方式。一个最典型的例子就是利用语音代替键盘等进行数据录入。当操作人员同时要完成包括数据录入在内的多项任务时，当数据的输入是在一个运动的过程进行时，采用语音输入能够大大简化输入过程、降低操作负荷、并提高工作效率。语音控制系统的复杂性与其支持的词汇总量和语法结构密切相关，随着词汇的增加和复杂句式的运用，系统所需要处理的信息总量将显著增加。每个人的声音随着说话时的情绪而有变化。面对危险或紧急的情形，人的音量往往增大，语速增快，与正常情况下有很大不同。而对语音控制系统的训练通常是使用者在一个舒畅而平静的情形下进行的，因此，当操作者在疲劳、紧急条件下发出语音命令时，系统是否能正确识别语音命令还是一个问号。如何提高语音控制系统的“聪明”程度，提高其识别地抗干扰能力，还有待进一步的研究。

3446.5.3眼控随着眼睛和头部运动跟踪技术的成熟，利用眼睛运动作为一种控制方式已经成为了可能。利用眼控，我们能够帮助手脚不便的残疾人操作计算机，比如，利用眼睛控制鼠标指针的运动，通过点头实现鼠标点击的效果等。一些研究人员还尝试着把眼控和汉字的键盘输入结合起来，利用眼控解决汉字输入的同码字中的单字选择问题。和别的控制方式相比，眼控提供了一些独到的优势。例如，利用眼控可以把人的手、脚解放出来，进行眼和手、脚的配合控制。与声控相比，眼控的抗干扰性较强，不会因为多个操作者一起工作而互相影响。眼控系统的核心技术是眼睛跟踪器。和众多别的控制方式一样，眼控也存在它不利的一面。首先，不可避免的，眼控会增加眼睛的负荷。当操作者的眼睛要同时关注多项任务时，这个问题会变得更加严重。另外，人在加速的过程中或外界振动的条件下，眼睛常会作不由自主地补偿性运动。因此在这样的工作环境下，眼控就不是理想的控制方式了。更为常见的问题是操作者在受到外界干扰时，由于注意力分散而造成目光不集中，这也能影响到眼控的效率。

345本章作业分析一个教室或宿舍的开关,看一看它的设计是否需要考虑人的因素,需要考虑哪些人的因素?收集多个水龙头开关,分析一下哪一个或哪一些更合理,哪一些不合理.在计算机里,分别用两种方法输入同一篇有100字左右的文章,比较两者之间的效率,分析原因.分析一下筷子设计中的人因工程问题(提示,筷子的直径,长度,形状,下端的角度等),并比较筷子与西方餐具的差异及优劣.在手机上,存入5个新电话号码,分析其中的操作,分析一个新手可能面临的问题,找出至少一个手机使用中存在的问题.

346第七章体力与脑力工作负荷

347本章学习目的认识体力劳动和脑力劳动工作负荷和效率的重要性了解体力劳动强度过高，脑力劳动过重，工作压力过大，疲劳及枯燥给人带来的危害了解体力负荷，脑力负荷，工作压力，疲劳，枯燥产生的机理和原因掌握体力劳动强度，脑力负荷，工作压力，疲劳，枯燥的测量方法能够运用降低劳动强度，工作压力，疲劳，枯燥的方法

3487.1体力劳动强度与体力劳动效率体力劳动对人的影响体力劳动强度等级的划分体力劳动效率体力劳动的安排与应用静负荷

3497.1.1体力劳动及对人的影响生理伤害心理的影响效率的影响

3507.1.2体力劳动强度等级的划分劳动强度是指作业者在作业过程中体力消耗及紧张程度，也即劳动量（肌肉能量和神经能量）的支出和劳动时间的比率。劳动强度是用来计量单位时间劳动消耗的一个指标。劳动强度不同，单位时间人体所消耗的能量也不同。通常是单位时间内劳动量消耗越多，劳动强度越大。

351国内关于劳动强度的划分劳动强度级别对应劳动劳动强度指数Ⅰ轻劳动≤15Ⅱ中劳动~20Ⅲ重劳动~25Ⅳ极重劳动>25

352劳动强度的计算表中劳动强度指数计算公式为：I＝3T＋7M式中：I：劳动强度指数；T：净作业时间比率（%）；M：8小时工作日能量代谢率（4.186×KJ/min·m2）；3：实际劳动率系数；7：能量代谢率系数。

353日本能率协会对劳动强度的分级日本学者古尺于1936年提出了能量代谢率的概念，简称为RMR，其计算公式为：RMR=劳动代谢量/基础代谢量　　式中的劳动代谢量由劳动时的劳动消耗总量减去安静时能量消耗量获得；基础代谢量是人静止不动时的能量消耗，具体的定义和计算方法可参阅本书的第二章，其含义可理解为由于劳动使人的能量消耗相对于完全静止状态增加了多少倍。日本能率协会按照相对代谢率（RMR）指标将劳动强度划分为5个等级，如表7-2所示。

354按RMR对劳动强度的划分劳动强度分级RMR作业的特点工种举例极轻劳动0-1.0手指作业；精神作业；坐位姿势多变，立位时身体重心不移动；疲劳属于精神或姿势方面的疲劳；电话交换员电报员修理仪表制图轻劳动1.0-2.0手指作业为主以及上肢作业；以一定的速度可以长时间连续工作；局部产生疲劳；司机在桌上修理器具打字员中劳动2.0-4.0几乎立位，身体水平移动为主，速度相当普通步行；上肢作业用力；可持续几小时；油漆工、车工木工电焊工重劳动4.0-7.0全身作业为主，全身用力；全身疲劳，10~20分想休息；炼钢、炼铁工土建工极重劳动7.0以上短时间内全身强力快速作业；呼吸困难，2-5分就想休息；伐木工大锤工

355国际劳动局劳动强度分级劳动强度等级很轻轻中等重很重极重耗氧量/（l/min）~0.50.5~1.01.0~1.51.5~2.02.0~2.52.5~能量消耗/（Kj/min）~10.510.5~20.920.9~31.431.4~41.941.9~52.352.3~心率/（beats/min）75~100100~125125~150150~175175~直肠温度/ºC37.5~3838~38.538.5~3939~排汗率/（ml/h）200~400400~600600~800800~

3567.1.3体力劳动效率体力劳动种类效率百分比弯腰铲东西3拧螺丝5正常姿式铲东西6举重9转动手轮13用重锤15用背袱东西，不返回17上下梯子19扳动曲柄21上下楼梯23拉车24骑车25推车27平地行走275度的斜坡上行走30

357劳动效率的案例铁铲的效率锯的效率锄头的效率步行背东西的效率地面的光滑程度坡度

358图7-1使用五种不同锯齿的能量消耗

359表7-5地面光滑与工作效率地面状态轨道好道坏道脏道移动距离850700400150

360图7-2两种不同锄头松土的能量消耗

361图7-3各种步行速度下的能量消耗

362表7-6爬坡时的工作效率坡度42千焦可达到的高度90度的梯子11.5米70度的梯子14.4米30度的楼梯13.2米25度的斜坡13.1米10度的斜坡15.5米

3637.1.4体力劳动的安排与应用腰伤与搬运搬运东西包含很大的静负荷，可以归类于重体力劳动。这类劳动的主要问题不是工作负荷对肌肉的影响，而是脊椎间脊椎盘的负荷及其损伤，进而增加腰伤的可能性。英、美、德等国发布的大量统计资料表明，搬运是引发工伤事故的重要原因，搬运会导致腰伤、脊椎病，甚至导致提前退休。

364表7-7在各种姿式下腰椎的压力姿式或活动压力(N)站直860慢走920向侧面弯腰20度1140向前弯腰30度1470向前弯腰30度，负重20KG2400直立，负重20KG1220负重20KG，弯膝，直腰2100负重20KG，直膝，弯腰3270

365表7-8青年男子搬运的最大允许重量状态离身体的距离(相对于手臂长)1/41/23/44/4站立时正面双手正面单手侧面单手350250150100300220140100270200130100坐着时正面双手正面单手侧面单手27017012011035022014011033021014090

366表7-9不同年龄，性别的人的允许搬运重量(牛顿)男人妇女50岁以下偶尔经常50岁以上偶尔经常50岁以下偶尔经常50岁以上偶尔经常双手，物体挨着身体，高度适中300210240140180130140100单手，物体挨着身体20014012080120807050

367钢铁行业的重体力劳动Hettinger等人在德国钢铁行业进行了很有趣的研究。他们研究了380个工人在工作时的最大心跳的分布图，发现最频繁的心跳是130-140次/分钟(平均值是132.6次/分钟)，最快的心跳是180次/分钟。他们还比较了德国钢铁工业552个工人的能耗与他们的心跳。作为工作极限，能量消耗的标准低于工作脉搏的标准，这个差别被认为是由于静负荷和热环境造成的。大约三分之一的地方工作脉搏超过40次/分钟的极限。

368农业中的重体力劳动

369纺织女工的重体力劳动每班的纱绽数量工作脉搏疲劳和疼痛工人老方法新方法老方法新方法老方法新方法NE7309593642118AG72091228412227GE7328402926719JA7329603331331SI85296026322630

3707.1.5静负荷肌肉的负荷可以分为两种形式。一种是动态的(节奏性的)负荷，简称为动负荷。一种是静止不动的负荷，简称为静负荷。在静负荷状态下，肌肉没有伸展，而是保持在一个较高的紧张状态，力要保持相当的时间。在静负荷中，血管被肌肉组织内部压力所压迫，所以血液不再流入肌肉。在静负荷状态下，肌肉从血液中得不到足够的糖和氧，不得不依赖于自己的贮存，而且更为不利的是废物不能被排出。这些废物积累起来，形成我们所感觉到的肌肉疲劳和酸疼。

371静负荷的产生使用很大的力持续10秒钟以上；使用中等程度的力持续1分钟以上；轻度的力（人的最大力的三分之一左右）持续4分钟以上。几乎所有的工厂，所有的职业都有静负荷的因素。下面是最常见的例子：（1）向前或向侧面弯腰的工作；（2）用手握住东西不动；（3）把手向前水平地伸出；（4）一只脚踩踏板时把身体的重量都放在另一条腿上；（5）在一个地方站着不动很长一段时间；（6）推或拉很重的物体；（7）把头向前或向侧面弯得很厉害；(8)把肩膀抬起很长一段时间。一般说来，姿式不自然是一种最常见的静负荷。

372静负荷的影响

373图7-6三种携带书包静负荷的能量消耗

374工作姿式可能影响的部位站在一个地方小腿，大腿，静脉血管坐着没有背靠背部的肌肉座椅太高膝盖，小腿，脚部座椅太低肩膀，脖子站着或坐着时躯干前倾腰椎附近，脊椎手臂向前或向侧面伸出肩膀，手臂，肩关节过度地向前或向后低头脖子，脊椎功能的下降手不自然地抓起东西手臂，可能引起肌肉腱的发炎表7-11静负荷与肌骨疼痛

3757.2脑力负荷脑力负荷的定义脑力负荷的影响脑力负荷的测量方法

376脑力负荷的定义mentalworkload心理负荷、精神负荷、脑负荷，或脑力负担脑力负荷:反映工作时人的信息处理系统被使用程度。

377脑力负荷的影响对业绩的影响对人的心理和生理的影响

378图7-7人的业绩与脑力负荷业绩脑力负荷数据限制区域资源限制区域AB

379脑力负荷的测量方法主观测量法主任务测量法辅助任务测量法生理测量法

380主观测量法主观测量法是要求操作人员判断并报道某一项工作强加在他们身上的脑力负荷。通常要给出一些定义和规则以指导操作人员的评估。Cooper-Harper主观评价法SWAT(SubjectiveWorkloadAssessmentTechnique，主观负荷评价技术)NASA-TLX技术

381飞机的特性对驾驶员的要求评价等级优良，人们所希望的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的问题1很好，有可以忽略的缺点脑力负荷不是在驾驶中应考虑的问题2不错，只有轻度的不足为了驾驶飞机需要驾驶员作少量的努力3小的，但令人不愉快的不足需要驾驶员一定的努力4中度的，客观的不足为了达到要求需要相当的努力5非常明显的但可忍受的不足为了达到合格的驾驶需要非常大的努力6严重的缺陷要达到合格的驾驶需要驾驶员最大的努力，飞机是否可控不是问题7严重的缺陷为了控制飞机就需要相当大的努力8严重的缺陷为了控制飞机需要非常大的努力9严重的缺陷如不改进，飞机在驾驶时就可能失去控制10表7-12Cooper-Harper飞机性能评价表

382因素级别定义时间负荷1经常有空闲时间，工作中的各项活动没有或很少有发生冲突或相互干扰的情况。2有时有空闲时间，工作中的各项活动经常发生冲突或相互干扰。3几乎没有空闲时间，工作中的各项活动经常发生冲突或冲突不断。努力程度1几乎不需要感觉得到的努力或集中注意力。工作中的活动是自动的，不需要什么注意力。2需要一定的感觉得到的努力或集中注意力。由于不确定性，不可预见性或对工作任务不熟悉，使得工作中的活动有些复杂，需要一定的注意力。3需要十分努力和聚精会神，工作内容十分复杂，并要求完全集中注意力。压力负荷1没有含糊不清、危险、困惑等不良因素存在，工作很容易适应。2由于含糊不清、危险、困惑使人产生中等程度的压力。为了使业绩保持在可接受的水平需要相当程度的精力。3由于含糊不清、危险、困惑等产生的压力非常大。需要极高的自我控制能力和坚定性。表7-13SWAT中脑力负荷因素的定义

383表7-14NASA-TLX中的脑力负荷因素脑力负荷的影响因素各个因素的定义脑力需求需要多少脑力或知觉方面的活动（即思考、决策、计算、记忆、寻找）？这项工作是简单还是复杂，容易还是要求很高，明确还是容易忘记？体力需求需要多少体力类型的活动（拉、推、转身、控制活动等）？这项工作是容易还是需要很高，是快还是慢，悠闲还是费力？短暂需求由于工作的速度使你感到多大的时间压力？工作任务中的速度是快还是慢，是悠闲还是紧张的？业绩你认为完成这项任务是多么成功？你对自己业绩的满意程度如何？努力程度在完成这项任务时，你（在脑力和体力上）做出了多大努力？困惑程度在工作时，你感到是没有保障还是有保障，很泄气还是劲头很足，恼火还是满意，有压力还是放松？

384主任务测量法主任务测量法是通过测量操作人员在工作时的业绩指标来判断这项工作给操作人员带来的脑力负荷单指标测量法多指标测量法“数据限制”区域ＶＳ“资源限制”区域

385辅助任务测量法当应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时做两件工作。操作人员把主要精力放在一件任务上，这一任务被称为主任务。当他有多余的能力时，他应该尽量做另一项任务，这一项任务则被称为辅助任务。辅助任务的水平是操作者在做主任务时剩余能力的一个反映指数。在大多数应用中，这种方法被用来测量假定的多余能力或主任务尚未用到的能力。

386可采用的辅助任务选择反应时间追踪监视记忆脑力计算复述简单反应时间估计

387生理测量法生理测量法是通过人在做某一项脑力类型的工作时某一个或某一些生理指标的变化来判断脑力负荷的大小。许多不同的生理指标，如心跳，呼吸，瞳仁，EMG，EEG等被推荐用来测量脑力负荷。当前，这些指标中的两项，即心跳变化率和脑电图中的P300被认为是最可能有用的指标。

3887.3工作压力工作压力的概念工作压力的影响工作压力的来源工作压力的测量改善工作压力的方法

389工作压力的概念工作压力是一种情感状态，产生于需求水平和个人处理需求的能力之间的矛盾，是一种主观现象。当个人意识到自己无法处理工作要求时，就会产生压力。工作压力是指强迫人努力工作以避免出现危险状态的外界因素。

390工作压力的影响对生理的影响对心理的影响对行为的影响

391工作压力的来源工作本身个人因素组织因素环境因素

392工作压力的测量生理测量法生物测量法心理测量法

393改善工作压力的方法工作的再设计改善人际关系正确对待自己

3947.4疲劳疲劳的产生疲劳的分类疲劳产生的原因疲劳的测量方法减轻疲劳的途径

395疲劳的产生疲劳是人在经过较长时间的劳动之后，人的某一个或某些器官及至整个机体力量产生的一种自然衰竭状态。

396疲劳产生的机理疲劳物质累积论能源物质耗竭论中枢神经系统变化论机体内环境稳定性失调论生化变化机理局部血液阻断机理心理饱和现象

397疲劳的特征局部性意志力减弱可恢复性必然性

398疲劳的分类体力疲劳精神疲劳局部疲劳全身性疲劳

399表7-15疲劳部位与职业的关系部位职业、作业及环境头部写作、谈话、讲课、听课等用脑程度强的工作；环境充斥CO，CO2，换气不良眼部监视作业，计算机作业，显微镜作业，透视，校正，焊接；在低照度条件下作业颈部上下观察作业耳部听诊作业，铆接等噪音大的作业肩部搬运，肩及上肢作业腕部手连续动作的作业：钳工、打字、手工研磨等手工作业肘部小臂连续性的作业胸部吹气以及支承性作业腹部摩托车、三轮车驾驶，腹部牵扯引及推挡作业腰部反复前屈、举重向上的作业臀部坐位不适、坐位时间长背部前屈及蹲下作业手指部打字、包装、写字、敲击、剪纸等长时间用手指的作业膝部蹲下过久的作业大腿部蹲下及重体力劳动下腿部站立作业及下肢劳动手掌部锤工、石工等用力握紧的作业足部站立作业，步行作业

400疲劳产生的原因工作条件因素作业者本身

401工作条件因素劳动制度和生产组织不合理。如作业时间过久、劳动强度过大、作业速度过快、工作体位欠佳等。机器设备和各种工具条件欠佳，设计不良。如控制器、显示器不适合于人的心理及生理要求等。不良的工作环境。如照明欠佳，噪音太强，振动、高温、高湿以及空气污染等。

402作业者本身劳动效果不佳。在相当长时期内没有取得满意的成果，会引发心理疲劳。劳动内容单调。作业动作单一、乏味，不能引起作业者兴趣。如流水线上分工过细的专门操作、显示器的监视工作等。劳动环境缺少安全感。技术方面的安全防护设施和职业的稳定性，以及不适的督导和过分暗示，都会造成心理压力与精神负担。劳动技能不熟练。当工作任务的繁杂程度超过劳动者能力水平很大时，由于负担重，压力大，也会产生心理疲劳。劳动者本人的思维方式及行为方式导致的精神状态欠佳。人际关系不好，上下级关系紧张，以及家庭生活的不顺，都会引起心理疲劳。

403疲劳的测量方法生理心理测量法问卷调查法

404生理心理测量法膝腱反射机能测定法触二点辨别阈值测定法皮肤电流反应测定法反应时间测定法闪光融合值测定法(CFF)肌电图法（EMG）

405表7-16疲劳测定方法测定内容测定法呼吸机能呼吸数、呼吸量、呼吸速度、呼吸变化曲线、呼气中O2和CO2浓度、能量代谢等循环机能心率数、心电图、血压等感觉机能触二点辨别阈值、平衡机能、视力、听力、皮肤感等神经机能反应时间、闪光融合值、皮肤电反射、色名呼唤、脑电图、眼球运动、注意力检查运动机能握力、背力、肌电图、膝腱反射阈值等生化检测血液成分、尿量及成分、发汗量、体温等综合性机能自觉疲劳症状、身体动摇度、手指震颤度、体重等其他单位时间工作量、作业频度与强度、作业周期、作业宽裕、动作轨迹、姿势、错误率、废品率、态度、表情、休息效果、问卷调查等

406表7-17闪光融合值评价标准作业种类日间变化率(%)周间变化率(%)理想值允许值理想值允许值体力劳动-10-20-3-13脑体结合-7-13-3-13脑力劳动-5-10-3-13

407问卷调查法目前除了可以利用生理、心理等测定法测量疲劳外，有时为了简单、方便和快捷，还可以通过对作业者本人的主观感受即自觉症状的调查统计来判断作业疲劳程度。

408表7-18疲劳自觉症状调查表姓名：年龄：记录年月日作业内容：种类身体症状（A）精神症状（B）神经感觉症状（C）1头重头脑不清眼睛疲倦2头痛思想不集中眼睛发干、发滞3全身不适不爱说话动作不灵活、失误4打哈欠焦躁站立不稳5腿软精神涣散味觉变化6身体某处不适对事物冷淡眩晕7出冷汗常忘事眼皮或肌肉发抖8口干易出错耳鸣、听力下降9呼吸困难对事不放心手脚打颤10肩痛困倦动作不准确

409减轻疲劳的途径合理设计作业的用力方法合理安排作业休息制度改进生产组织与劳动制度改善工作条件和工作环境转移和消除心理疲劳提高身体素质

4107.5枯燥枯燥概述枯燥产生的原因枯燥工作引起的后果克服枯燥的方法

411枯燥概述单调的环境是缺乏激励的环境。个人对单调的反应称为枯燥。科学家们认为枯燥感是一种复杂的心理状态。它是由于外界的刺激因素太少而使人的中枢神经系统的活动性降低，进而使人产生疲倦、冷漠懒散、警觉性下降等行为特征。

412枯燥产生的原因生理原因性格原因工作原因外部原因

413生理原因人体的许多感觉器官都有这样的功能:在时间延续很久，刺激信号不变的情况下，神经系统内输向接收器官的信号会减弱，这样就可以保护中枢神经系统，使之不受到周围神经器官的过度负荷。这是人的生理系统的适应性，感觉脉冲为了机体的需要而进行自我调节。人的所有感觉器官都有适应性这一功能，只是功能的强弱程度不同。由于感觉器官的这种适应性，所以它不再把持续不断的、没有变化的外界刺激传递给中枢神经系统，使之接受不到任何信号，这样就使人的整个活动性降低。

414性格原因研究表明，下面这些人更容易产生枯燥：处于疲劳状态的人；不适合夜晚工作的工人；缺乏激励且没有兴趣的人；受过高水平教育，有知识和能力的人；渴望得到高要求工作的人。相反，下面这些人对枯燥的承受能力比较强：清醒且处于警觉状态的人；仍在学习的人（比如实习司机没有时间枯燥）；因为工作与个人能力匹配而对工作满意的人。

415工作原因工作工厂生产线（自动化）装配线（非自动化）自由装配线‘有趣的’AB35%34%56%57%67%94%‘令人厌烦的’AB54%55%42%37%39%42%工作满意度指数AB0.530.570.921.000.961.17

416外部原因经验表明，以下环境会导致枯燥感的增加：工作本身难度不高，而且完全不允许操作者对其他事情进行思考。这样的持续重复性工作。需要长期处于警惕状态的持续单调的监督工作。这些情况下的决定因素显然是没有足够的工作内容让他们做出反应。实际观察表明，某些条件更容易产生枯燥。比如很简单的循环操作，工人几乎没有身体的移动。还有昏暗或温暖的工作室里不与同事交流独自进行的工作。

417枯燥工作引起的后果工人对工作的不满影响工作表现影响人的功能器官

418克服枯燥的方法工作轮换扩大工作内容丰富工作内容

419丰富工作内容丰富工作内容不仅可以通过工作内容多样化来实现，也可以通过下列方法来实现:在决定工作方法方面给工人以更大的自由；鼓励工人参与管理和人与人之间的交往；使工人们对自己的工作有个人的责任感；把工作成绩反馈给工人；让工人参加对工作环境的改进等。

420本章作业对自己过去劳动强度最大的体力劳动(或运动)进行回忆,谈一谈当时的感受,初步计算一下当时的劳动强度.讨论一下静负荷与”站如松,坐如钟”.联系实际,讨论一下测量自己脑力负荷的方法.在网上下载一个疲劳或工作压力自检问卷,并测试自己的疲劳程度或工作压力.交流提高学习兴趣,克服枯燥厌学的方法.

421第八章工作环境

422本章学习目的认识到工作环境在人因工程中的重要性了解工作环境对人的影响及机理熟悉工作环境设计的标准和要求掌握优化工作环境设计的方法对不良的工作环境能作科学的分析

4238.1照明光的性质与度量照明的影响照明的标准照明的设计

4248.1.1光的性质与度量光的基本特性相对视敏度函数光通量发光强度照度亮度反射比

425光的基本特性光（亦称可见光）通常被定义为能引起视觉的电磁波。太阳辐射多种波长的电磁波，其中只有波长为380～780nm的电磁波可以为人眼所感知。

426相对视敏度函数对相对视敏函数的解释牵涉到视敏度。所谓视敏度K（λ），指的是对任意波长为λ的光的主观感觉亮度。当光的辐射功率相同时，波长为555nm黄绿光的主观感觉最亮，因此以视敏度（K）555为基础，把任意波长光的视敏度K（λ）与K（555）之比称为相对视敏函数.

427相对视敏度函数相对视敏度函数的表达式:V（λ）=K（λ）/K（555）当主观感觉亮度相同时，波长为555nm的黄绿光的辐射功率PR（555）最小。因此任一波长为λ的光，其相对视敏函数V（λ）还可用光的辐射功率PR（λ）表示为：V（λ）=PR（555）/PR（λ）

428黄橙1.100.80.60.40.2紫蓝绿红460540620700760波长（nm）相对视敏度白天黄昏图8-1相对视敏函数曲线

429光通量光通量指光源在单位时间内辐射的能量的多少。　目前，国际上通用的光通量单位是流明（Lumen，缩写lm）。国际照明委员会规定，绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.305×10-3cm2面积上辐射出的光通量为1lm。而1W辐射功率为555nm波长的单色光所产生的光通量恰为680lm。于是光瓦与流明间的关系为：1光瓦=680lm或1lm=1/680光瓦。

430发光强度光源在单位立体角内发出的光通量，称为发光强度，简称为光强，一般用I表示，单位为坎德拉（cd,candela）。1cd的点光源的发光强度为12.57lm。

431照度照度是被照单位面积上所接受的光通量（不考虑与光源的距离），用E表示，单位为勒克思（lx）。

432环境条件照度（Lx）黑夜0.01-0.1月夜0.02-0.2阴天室内5-50阴天室外50-500晴天室内100-1000晴天室外2000-100000夜晚室内照明50-500读书所需照明50表8-1各种环境条件下的照度强度

433亮度亮度是物体表面单位面积上发射或反射的光强。一般用B表示，单位为尼特（nt）。

434表8-2各种物体表面的亮度物体亮度（nt）荧光灯（65W）1000窗户的表面1000-4000桌面的白纸70-80桌面40-60荧光屏的亮边70荧光屏的暗边4屏幕背景5-15

435反射比不同表面吸收色光的程度不同，一个灰暗的表面所吸收的光更多，反射的光更少。有时我们也可以用反射比来比较不同物体表面的亮度。由一表面所反射回来的光通量（即亮度）与照射到此表面的光通量（即照度）两者之比称为反射比。

4368.1.２照明的影响照明与疲劳照明对工作效率的影响照明与事故

4371801601401201000101001000照度（lx）眨眼次数（%）图8-2看书疲劳和照度的关系照明与疲劳

438照明对工作效率的影响1008060402060504030201004681012141618（10lx）生产率增长（%）相对视觉疲劳（%）图8-3生产率、视觉疲劳和照度关系

439照明与事故1514131211109879111356月份每天的人工照明时数（h）人工照明时数每月事故数图8-4事故数量与室内照度的关系

4408.1.3照明的标准天然采光标准房间的照明标准美国和德国的部分标准工厂照度的推荐值办公室、学校等场所的推荐值

441表8-3天然采光标准值视觉工作分级工作精确度被识别物体尺寸mm室内天然光标准LxI特别精细工作D<=0.15250II很精细工作0.15--0.3150III精细工作0.3--1.0100IV一般工作1.0--5.050V粗糙仓库工作D>5.025

442表8-4房间的照明标准房间类型照明标准（Lx）设计室100阅览室75办公室、会议室50医务室50托儿所30食堂30单身宿舍30浴室，厕所10通道，楼梯间5

443表8-5美国和德国的部分照明标准（Lx）工作种类德国标准美国标准简单的装配工作250320精确的装配工作10005400非常精确的装配工作150010800简单的车床工作250540精细的车床工作5005400非常精细的车床工作100010800技术绘图10002200书记、办公室工作5001600

444表8-6工厂照明的推荐值（Lx）工作种类局部照明一般照明超精细工作1000-500050-100精细工作普通工作300-1000或100-300或40-80100-20030-6050-100粗糙工作50-100或20-4020-50

445表8-7办公室，学校等场所照明的推荐值（Lx）类型照度办公室制图、打字、计算一般办公室会议室、接待室200-400100-20050-100学校图书室、制图室、黑板普通教室、实验室100-20050-100住宅学习室、工作室会客室、卧室、厨房100-300100旅馆会客室、谈话室大厅走廊、厕所100-20050-10030-60商店一楼二楼以上地下200-500150-300200-400

4468.1.4照明的设计照明方式的选择光源选择眩光照度时间上的均匀性

447照明方式一般照明也叫全面照明。它是指不考虑特殊的局部需要，为照亮整个被照面积而设置的照明。它适用于对光线投射方向没有特殊要求，工作点较密集，或者作业时工作点不固定的场所，采用这种照明方式，使作业者的视野亮度一样，视力条件较好，工作时感到愉快。这种照明方式耗电较多。局部照明。局部照明是指增加某一指定地点的照度而设置的照明。由于它靠近工作面，可减少电的消耗，获得高的照明。综合照明。综合照明是指工作面上照度由一般照明和局部照明共同构成的照明。一般照明与局部照明对比过强使人感到不舒服，对作业效率有影响，其比例以1：5为好。

448光源选择自然照明与人工照明直接光与间接光

449眩光当视野内出现过高的亮度或过大的亮度对比时，人们就感到刺眼，影响视觉，这种刺眼的光线叫眩光。眩光按产生的原因可分为三种：直接眩光、反射眩光和对比眩光。直接眩光是由明亮的光源直接照射眼睛引起的，直接眩光与光源位置有关。反射眩光是光线经过一些光滑物体表面反射到眼部引起的。对比眩光是物体与背景明暗相差太大而引起的。

450光源位置的眩光效应无眩光区30°45°15°极强烈眩光区较强烈眩光区强烈眩光区中等烈眩光区微弱眩光区0º°图8-5光源位置的眩光效应

451避免眩光有一些基本规则可以遵守在视力范围内所有的物体和表面应当昼夜有相同的照明强度；视力中心的照明强度比不要高于3:1；在视力中心与视力边界的对比度不要大于10:1；视力中心的亮度应当最高，向四方逐渐降低；过度的对比在视力范围的两侧和下面比在上面更为不利；光源与背景的对比度不应超过20:1；在整个房间最大的对比度应不超过40:1。

452照度时间上的均匀性比静态对比更能引起不快的是视力范围内照明的有节奏的变化。生理研究已经表明，当1:5的两个亮度水平不停地交换时，人的视力效果下降的程度等价于把照明强度从1000lx降到30lx。为了避免照明强度的波动，应尽量做到：（1）把运动中的机器尽量地隔起来；（2）使视线主轴的明亮程度和颜色尽量相等；（3）提前采取措施避免光源的闪烁。

4538.2噪声环境声音的度量噪声的来源噪声的影响噪声控制标准噪声控制措施

4548.2.1声音的度量:声压和声压级声压指媒介中有声波存在时的压力与没有声波存在时的静压之差。声压的物理单位是微帕（µPa）。一个健康的人可以感知到的最微弱的声音是20µPa。20µPa的压力波很低，只能引起内耳耳膜的不足一个原子直径的偏移。然而，耳朵同样可以忍受最高至20Pa的声压。为了适用如此广泛的声压范围，人们引入了一个对数来衡量声压——声压级（SPL），其单位为分贝（dB）。声压级指声压与该基准声压之比的以10为底的对数乘以20。声压级用听力的最低极限20µPa为基准声压。其表达式为：SPLdB=20log10式中，SPLdB代表声压级，单位为分贝（dB）；为声压，单位为µPa；P0为基准声压，即20µPa。

455音调和响度人对声音大小的主观感知就是声音的响度。声音的响度不仅取决于声压的大小，而且取决于音调的高低。大多数声音是不同频率的声音的合成；如果高频声音占主导地位，我们感知到的就是高音，反之则反。同等声压的低音听起来比高音的响度要低。频率的主观感知就是音调。年轻人对音频介于16Hz~20000Hz的声音都很敏感，其跨度相当于9个八度音阶。

4568.２.2噪声的来源噪声：最简单的定义就是人们不想听到的让人烦躁的一切声音噪声的来源街道噪声工业噪声办公室噪声

457表8-9街道交通噪声级交通密度以dB（A）表示的Leq白天夜晚繁重（交通主干道）65-7555-65中度60-6550-55轻度（地方街道）50-5540-45

458表8-10工业噪声的峰值，以dB（A）表示来源噪声级，SPL，dB（A）来福枪射击、引擎测试椅130气动钻孔锤120气动凿子115-120振动筛、手锯、压缩空气铆钉机、电锯、压缩空气锤105-115磨粉机和纺织机、横剖锯、压印机、锅炉房、纺织间100-105电动马达、旋转压榨机、绕线机、锯木机、排字房、灌瓶机90-95工具维修机80喷气发动机120或以下

459表8-11在各种工作场所的噪声级场所或机器等效噪声级Leq，以dB（A）表示在软质纤维制造厂纺纱机旁纺纱间织机旁纺织间95909595在软饮料制造厂在混合车间在清洗检查点在自动封铅机旁在罐装机旁9510010095

460表8-12办公场所常用的噪声级办公室类型平均等效噪声级Leq，以dB（A）表示非常安静的小办公室和制图室40-45大而安静的办公室46-52大而嘈杂的办公室53-60

461表8-13办公室设备的噪声水平设备噪声释放，以dB（A）表示点阵轮式打印机基本噪声峰值噪声73-7580-82加罩点阵打印机峰值噪声61-62喷墨打印机基本噪声峰值噪声57-5960-62镭射打印机基本测不出噪声显示器的冷却扇30-60老式打字机大约70现代电子打字机大约60相对放置的两个电子打字机68-73复印机55-70

4628.2.３噪声的影响对听力的影响生理和心理影响对工作绩效的影响

463对听力的影响暂时性听力损伤（或者叫听觉疲劳）。当遭受强烈的声音刺激之后，人们常常会感觉听力暂时下降了。这种现象特征是暂时的听域漂移和听力恢复正常。永久性听力损伤。永久的听阈漂移成为永久性听力损伤，即耳聋。根据国际标准化组织（ISO）1964年的规定，500Hz、1Hz、2Hz三个频率的平均听力损失超过25dB称为噪声性耳聋。长期在噪声环境中工作产生的听觉疲劳不能及时恢复导致永久性听阈位移，当听阈位移达25-40dB时为轻度耳聋；当听阈位移达40-55dB时为中度耳聋；当听阈位移达55-70dB是为显著耳聋；当听阈位移为70-90dB时为严重耳聋；当听阈位移为90dB以上为极端耳聋。爆发性耳聋。当声压很大时（如爆炸、炮击），鼓膜内外产生较大压差，导致鼓膜破裂，双耳完全失聪，这种情况的耳聋称为爆发性耳聋。

464表8-14不同年龄的人的平均听力损失情况年龄平均听力损失50岁10db60岁25db70岁35db

465生理和心理影响噪声的生理影响：噪声会导致如下生理影响：血压升高、心跳加快、使皮肤血管收缩、新陈代谢加快、降低消化能力和加大肌肉张力等。对睡眠的影响：噪声环境会对睡眠造成如下影响：严重缩减睡眠的整体时间、减少深度睡眠时间、增加醒着或者轻度睡眠的时间、增加被唤醒的次数、延长进入睡眠的时间。导致烦躁：经验告诉我们，许多噪声会影响人们的情绪。

466噪声影响的主客观因素第一，噪声越响，噪声所包含的高频音越多，人们受影响的程度越大；第二，不熟悉和间歇的噪声比熟悉的和连续噪声更让人烦躁；第三，人们以前对某种特殊噪声的经历是一个决定因素；第四，人们对某一噪声源的态度有时特别重要；第五，噪声干扰的程度常常取决于受影响的人当时在做什么和当时的时间。

467对工作绩效的影响噪声对体力劳动的影响很小，但对那些需要集中精神思考和反应的脑力劳动来说，吵闹的环境比安静的环境要艰难得多。归纳起来，噪声对绩效的负面影响包括以下三个方面：第一、打扰复杂的脑力活动，影响需要较高技能和信息阐述等活动的特定绩效。第二、使得学习某些技巧变得更加困难。第三、断断续续的或者意外的高强度噪声（90dB以上）会损害脑力劳动的绩效。

468图8-6对噪声来源的调查问卷统计交谈办公设备电话来回走动外部噪音

4698.2.４噪声控制标准ＩＳＯ噪声暴露听力保护标准非住宅室内噪声标准我国工业企业的噪声允许标准噪声标准建议值城市区域环境噪声标准

470表8-151971年ISO噪声暴露听力保护标准连续噪声暴露时间/h84210.5最高限允许等效连续声级/dB（A）85~9088~9391~9694~9997~102115

471表8-17我国工业企业的噪声允许标准每个工作日接触噪声的时间/h新建、改建企业的噪声允许标准/dB（A）现有企业暂时到不到标准时，允许放宽的噪声标准/dB（A）84218588919490939699最高不得超过115115

472表8-18噪声标准（建议值）适用范围理想值/dB极大值/dB睡眠3550交谈、思考4560听力保护7590

473表8-19城市区域环境噪声标准地区白天（7～21时）夜间特别需要安静的地区4535一般居民、文教区5040居民、商业混合区5545市中心商业区、街道工厂区6045工业集中区6555交通干线两侧7055

4748.2５噪声的控制措施减少噪声源控制噪声传播个人听力保护

475减少噪声源噪声控制的最优方式就是不要制造噪声。最重要的步骤是计划避免噪声。从“工程技术”上来减少不必要的噪声是一项重要的工程任务。但有些工作和一些机械由于沉重、强烈的表面冲击等，本质上就很吵闹。有时候这些噪声可以通过将一些笨重的材料替换为柔软的材料（比如橡胶、毛皮等）来降低。同样地，采用橡胶轮胎的运输工具比金属车轮要安静得多。应该经常检查各种形式的传动装置，看它们是否状态良好还是已经因为器件老旧、磨损等产生不必要的噪声。使用橡胶、皮革或丝织品传动的比使用嵌齿轮传动要安静些。安装了齿轮的齿轮皮带是最安静的，特别是如果采用某些人工合成材料制作齿轮的话会更好。

476控制噪声传播控制噪声传播的措施包括：调整建筑布局和声源隔离噪声源采用吸声材料和吸声结构。

477个人听力防护插入耳道的耳塞阻塞在外耳通道上或完全罩住整个外耳廓的耳道帽“活性”听力防护装置

4788.3颜色环境颜色的性质颜色对人的影响色彩搭配与设计

4798.3.１颜色的三要素色调：色调表示红、黄、蓝、绿、红橙、青紫等等各种彩色，又称色相。标准的色相是以太阳光的光谱色为基准，在七种光谱色中，按其波长的不同和颜色之间的差别，分出许多色的名称。明度：明度是指颜色的亮暗程度。这是光线强弱程度不同所产生的明暗效果。同一色相可以有不同的明度，如红色就有紫红、深红、浅红之分，亦即看上去有深浅之别。不同色相也有不同的明度。饱和度：饱和度又称为彩度或纯度。这是指某种颜色含该色量的饱和程度，也是对颜色的色觉强弱而言的。波长越单一，颜色越饱和、越鲜艳。

480孟式彩色立体模型1915年美国人孟塞尔（A.H.Mnnsell）创立了一个三维空间立体颜色模型，这个模型将用一个类似球体的模型来度量各种色调、明度和彩度的颜色。在孟塞尔颜色立体模型（如图8-7）中，每一部位代表一个特定的颜色，并给予一定的标号，这是根据颜色的视觉特点制定的颜色分类和标定系统。

481图8-7孟塞尔颜色立体模型图

4828.3颜色对人的影响人的色觉特性颜色的象征意义颜色对人的生理影响颜色对人的心理影响

483人的色觉特性适应性。人在长时间感知有种颜色辐射后，视网膜对这种颜色的敏感度会下降，对该色调的细微变化的感知性会消失，这种特性成为色觉的适应性。恒常性。在不同的照明条件下，人的颜色感觉保持相对稳定。即只要背景和物体的照明条件保持一致，无论照明的颜色怎么变化，明暗强度怎么变化，人感知到的物体的颜色变化不大，保持相对稳定。主要是因为中枢神经系统对颜色的记忆特性。明视度。物体颜色和背景颜色相比的鲜明程度称为明视度。人对颜色的视觉判断随周围背景的变化而变化，颜色对比遵循明视度顺序。利用这一特性可对颜色进行合理配置，突出各种颜色的作用效果。

484表8-21颜色的明视度顺序背景色被检验色明视度由强至弱黑白→黄→黄橙→黄绿白绿→蓝绿→红→黑红白→黄→蓝→蓝绿→黄绿蓝白→黄→黄橙→橙黄黑→红→蓝→蓝紫→绿绿白→黄→红→黑→黄橙紫白→黄→黄绿→橙→黄橙灰黄→黄绿→橙→紫→蓝紫

485颜色的象征意义红色。红色是火的颜色，象征着生命，活力，热情奔放。不少民族和地区把红色作为欢乐、喜庆、胜利的象征。红色也是鲜血的颜色，所以也用来表示爱国主义和革命精神。在工业和交通运输中，红色代表着危险和停止。橙色。橙色常会使人联想到太阳，橘子等，它有兴奋作用，给人愉快的感觉，能增时食欲，象征光明、快活、健康。黄色。黄色易引人注目，给人以愉快、心安、味美的感觉。可减轻烦闷，增进食欲。黄色也象征向上、希望、明快。在工业和交通运输中，黄色代表慢行。

486颜色的象征意义（续）绿色。绿色是大自然植物的颜色，所以它象征着大自然、生命、生长和青春，也象征着和平和安全。因此在工业和交通运输中，绿色被用来作为“开”状态，或继续前进的指令。蓝色。蓝色常会使人联想到蓝天、大海等，给人以空旷、沉静和舒适的感觉。它有镇静、降温作用，使人减少食欲，它象征着沉着、凉爽、清静。紫色。紫色常会使人联想到葡萄、丁香花等。它有镇静作用，给人以含蓄、尊严的感觉，也有时给人以忧闷的情绪，象征优雅、温厚、庄重。白色。白色常会使人联想到白云，白雪和浪花等。它给人以轻松、爽快和洁静的感觉，也有时给人以空虚、哀丧的印象，象征纯洁、明快、清静。黑色。黑色常会使人联想到煤炭、钢铁等，一般来说是一种不吉祥色，表示阴森、忧伤和死亡。它有时给人以沉闷、坚实的感觉。

487颜色对人的生理影响颜色的生理作用主要表现在对视觉工作能力和视觉疲劳的影响。在颜色视觉中，人们能够根据色调，明度和彩度的一种或几种差别来辨别物体，因而可以提高辨认灵敏度。当物体具有颜色对比时，即使物体的亮度和亮度对比并不很大，也能有较好的视觉条件，并且眼睛不容易疲劳。但是颜色不宜过分强烈，以免引起视觉疲劳。颜色对人体其它机能和生理过程也有影响，例如内分泌系统、血液循环和血压等。

488颜色对人的心理效应（1）冷暖感。颜色能引起或改变温度感觉。通常人们把红，橙，黄等颜色称为暖色，认为它们有温暖感。蓝，青，绿等颜色称为冷色，认为它们有寒冷感。（2）兴奋和抑制感。暖色如红、橙色等一般起积极的兴奋作用，但也有引起不安感及神经紧张的作用。暖的色调会使人的行动活跃起来。原苏联研究人员发现，在红色照明下从事工作的人要比其他人的反应动作快得多，但他们完成任务的效率却很低。暖色中的偏黄色，对生理，心理反应近于中性。冷色如蓝，青色等一般起消极的镇静的心理作用。其中特别是青色，在心理上产生清洁，镇静，肃穆之感。但大面积作用会给人以荒凉的感觉。冷色中的绿色，对生理，心理反应近于中性，给人以平静感。（3）活泼忧郁感。有的颜色使人感到轻快活泼，富有朝气；有的色颜则使人感到沉闷忧郁，精神不振。颜色的这种感情作用，主要是由明度和纯度起作用，一般明亮而鲜艳的暖色给人活泼感，深暗而浑浊的冷色给人忧郁感。无彩色的白色和其它纯色组合时感到活泼，而黑色是忧郁的，灰色是中性的。（4）胀缩感。一般说来，暖色，亮色看起来有膨胀感，冷色，暗色有收缩感，白色具有膨胀感，而黑色具有收缩感。颜色的这种膨胀感在造型艺术设计中，处理体积或面积的比例关系时有着重要作用。如设计时，红色面积取小些，蓝色面积取大些，这样就可取得色的平衡，使人感到舒服。

489颜色对人的心理效应（续）（5）轻重感。颜色给人们心理感情上带来的轻重感，也是常见的，如高大的重型机器，下部多用深色，上部多用亮色，给人稳定安全感，否则就会使人感到有倒下来的危险。人的衣服配色设计，上身用明色，下身用暗色，也常给人以安定舒服感。色的这种重量感，主要由明度决定，一般明度高的感觉轻，明度低的感觉重。明度相同，纯度高的比纯度低的感到轻，而暖的又比冷的显得重。（6）软硬感。有的颜色给人以柔软感，有的颜色给人以坚固感。颜色的这种软硬感主要是由明度决定的。明亮的颜色感软，深暗的颜色感硬，而纯度方面则是中等纯度的色感软，高纯度或低纯度都有硬的感觉。无彩色的白色和黑色是坚固色，而灰颜色是柔软色。（7）进退感。几种颜色在同一位置时，有的感到近些，有前进感；有的感到远些，有后退感。一般象红，橙，黄暖色系的色是前进色，象蓝、蓝绿冷色系的色是后退色。在颜色设计中，常用色的进退感来增加银行颜色的层次，以丰富颜色，加深人们的印象。（8）华丽质朴感。颜色还让人有感到辉煌的华丽色和雅致的朴素色。一般纯度高的色显华丽，纯度低的色显朴素。明亮的色显华丽，暗灰色显质朴。在设计中，利用这个感情作用，能使产品的典型特征得到更充分的表现，使产品外观光色迎人，增强调和感。

4908.3.３色彩搭配与设计工作房间颜色设计机器设备和工作面颜色设计标志用色设计管理用色设计

491工作房间颜色设计工作房间的配色，首先要考虑颜色的反射率，采用反射系统高、明快、和谐的颜色。天棚、墙壁、墙围、机床、地板的反射率依次应为60-95%，40-60%，20-40%，15-30%。工作房间色调的选择应突出或掩盖车间的特征，改变人们对车间的不良印象。其次，在设计房间内的颜色时还必须考虑房间的用途、工作的特点、颜色的象征意义、心理和生理影响等。根据工作环境对美观、明亮、和谐等的要求，以及识别机器设备的需要等，房间用色可以产生赏心悦目的作用，可以造成尊严肃穆的气氛，也可以造成绚丽多彩的景象。如果工作很单调，就需要一些小面积的能使人兴奋的颜色，但仅仅是很少的一部分，比如房梁，圆柱，一扇门或是一部分墙，而不是整个墙面或天花板。如果工作需要集中精力，就应该尽量避免可以使人分心或不安静的颜色。在这种情况下，墙面，天花板和其它结构尽量使用淡一些的颜色，以免分散注意力。如果工作间很大，可以用不同的颜色将其分为几个区域，这样可以减少过分一致。

492工作房间颜色设计用黄色，红色和蓝色来粉刷墙面和天花板一开始会很吸引人的注意力，但是时间长了就会给视觉造成压力，因此，长期这呆在这样的房间中会很难受。强烈一些的颜色可以很安全地被用于人们经常使用的场所，如门厅，走廊，洗手间或储藏室。在这里，强烈的颜色可以使房间变得轻松愉快。

493机器设备和工作面颜色设计机器设备的主要部件、信号装置、动力设备、控制、显示以及操纵装置，其配色应主要考虑：（1）颜色与设备的功能相适应；（2）设备配色与环境色彩相协调；（3）危险与警示部位的配色要醒目；（4）操纵装置的配色要重点突出，使之便于识别和操作；（5）显示装置要与背景有一定对比，以引人注意，，同时也有利于视觉认读；（6）加工机械涂色还应考虑被加工材料的颜色，使它们形成较好颜色对比。工作面的涂色，明度不宜过大，反射率不宜过高。选用适当的颜色对比，可能适当提高对细小零件的分辨力。但颜色对比不可过大，否则会直接造成视觉疲劳提早出现。如果可能的话，长时间加工同一颜色的零件时，应该在作业者的视野内安排另一种颜色，以便使眼睛得到休息。

494标志用色设计用颜色标志传递安全信息，早已为世界各国所采用。我国国家标准安全色规定为红、蓝、黄、绿四种。红色表示紧急、禁止、停止、事故和操作错误，也被用来作为防火的颜色；黄色常用于表示警告信号、安全用品，如安全帽也用黄色；绿色表示工作正常，允许运行；蓝色表示整机工作正常，等等。另外，标志作为一种特殊的形象语言，旨在传递信息。颜色是这种信息传递的一种重要方式。由于它简洁明了，不仅应用于安全领域，而且在生产、技术和生活中有广泛应用。

495管理用色设计鉴于颜色对人的生理和心理作用以及其象征和标示作用，合理的颜色使用和布置可以提高工作效率和质量、减轻工作疲劳，增加工作安全性。为了快速传递、交流、反馈信息，可将颜色运用于报表、文件、图形、卡片、证件以及符号、文字之中，易于辨识。生产与运作管理中也可利用颜色表明作业进度、紧急程度以及工作状态等，比如甘特图或网络图的有色标识等，简洁明了。有研究表明，文秘将文件用五彩缤纷的标签识别，可以缩短工作时间40%左右，而在有些项目管理中，运用颜色刻度管理的作业时间则可以缩短26%。颜色在城市建筑、交通运输、公共场所和社会服务等方面的利用也无处不在，比如医院的布置、马路上的斑马线等各种标识的颜色等。但是要注意的是，不同的组织或业务系统，颜色的使用可以有不同的含义。但在同一系统中，应该使用同一的颜色编码系统，以防由于对信息标识误认导致错误的判断。

4968.4振动环境振动的性质振动对人的影响振动的标准振动控制的措施

4978.4.1振动的性质振动是物质在一个固定点附近的来回摆动。对于人体来说，振动产生于某种工具、运输设备、其他与人接触的机械等的规则或不规则的周期移动，从而引起人体从其静止的位置发生位移。机械振动由于能够引起人体肢体和重要器官改变位置，因此受到关注。

498表8-22振动频率与人体振动特性振动频率人体振动特性3-4Hz颈椎骨强烈共振3-6Hz：胃部共振4Hz腰椎部共振最大4-5Hz手部共振（难以作瞄准动作）4-6Hz心脏共振5Hz肩胛部位共振强烈（位移会发生高达两倍的增加）5-20Hz喉部共振（声音改变）5-30Hz头部共振10-18Hz膀胱共振（引发尿急）20-70Hz眼球共振（难以睁眼）100-200Hz下颌骨共振

499表8-23机动化手持工具的振动工具类型有效加速度地面（m/s2）手部腕部电动锯土壤钻孔机气动锯两轮耕田机17.521.0--31.13.59.92.8120110--82

5008.4.2振动的影响振动会严重影响人的视觉感知、精神运动的绩效以及肌肉组织，同时循环系统、呼吸系统和神经系统等也会有反应，只是程度会轻点。振动可能会引起肌肉反应---拉升的肌肉会收缩，这是人体的自我保护功能。肌肉反应活动也解释了，当某人处于强烈的振动中的时候，常常会发现的能量消耗增大，心跳和呼吸加快。振动对新陈代谢、循环系统和呼吸系统的影响较小，不显著。但是，血管周围的括约肌的收缩反应会严重阻碍相应部位的血液循环，从而导致各种诸如关节炎、脊椎疾病、萎缩症、重复性紧张损伤等疾病。

501振动对心理的影响g3.02.52.01.51.00.500481216202426非常厌恶轻度厌恶可发觉警戒域加速度频率图8-10坐姿下的人对能够引起兴奋的频率和加速度的振动的等主观感受曲线

502振动对绩效的影响振动对视力的不利影响非常重要，因为它会损伤拖拉机、卡车、建筑机械以及其他运输机械的司机的工作效率，增大事故风险。振动会使视觉敏锐度降低，视野会变得模糊且不稳定。通常来说，2Hz以下的振动对视觉能力没有影响，只有在4Hz以上的振动，才会造成可测量的视力失常，其中10-30Hz的对视力的损伤最大。根据Guignard的阐述，当振动频率为50Hz、摆动加速度为2m/s2时，视觉敏锐度会降低一半[121]。

503振动对绩效的影响下面列举一些在各种模拟驾驶测试下，振动的生理心理影响，这些数据都有充分的依据。①频率范围为2-16Hz时（特别是4Hz左右），驾驶效率会受到损害，随着振动加速度的增大影响增强；②当座椅遭受的加速度大于0.5m/s2的时候，驾驶失误增加；③当加速度达到2.5m/s2，失误会变得非常多，这种振动就应该被评估为危险。

5048.4.3振动的控制标准一般说来，以下情况下的振动是可以忍受的：（1）小于2Hz，加速度为3-4g（2）4-14Hz，加速度为1.2-3.2g（3）大于14Hz，加速度为5-9g

505国际标准化组织标准ISO标准分为三种，设定了三种水平的限定值：（1）舒适标准（舒适降低线）。主要用于运输车辆和自动控制工业；（2）维持效率的标准（疲劳降低－熟练线）。该标准中的决定因素是工作效率（或者说熟练程度）。主要用于牵引机车、建筑机械和重型运输设备等。该限定值见图8-11，该图列出了振动暴露时间为25分钟到16小时的“低疲劳-熟练线”。“安全”和“舒适”域值可以可以由“效率”标准得出。（3）安全标准（暴露限制）。该标准主要用于健康保护。

506振动控制的措施（1）运输车辆从人因工程的角度出发，牵引机车、重型车辆和建筑机械等，振动频率一般在2-5Hz之间。假定每天操作8小时，需要限制振动加速度在0.3-0.45m/s2间。（2）手工工具限制振动加速度同样可以应用于手工操作工具。工具自身的阻尼特性、工具和手柄之间的阻尼特性等可以客观的降低振动。通过使用柔性材料，手柄自身也有很好的阻尼效果。戴厚手套和避免在太寒冷的环境下工作也可以进一步改善振动影响。（3）振动“擦除”给计算机和振动源安装高速传感器，某些高频但低振幅的振动可以被迅速施加的相反振动方向的振动抵销掉，类似于前面谈到的“活性噪音消除”。这种方法实际上“擦除”了原来的噪音影响。

5078.5微气候环境微气候的构成人的热调节机制微气候环境与舒适热、冷环境对人的影响及防护

5088.5.1微气候的构成要素气候指的是我们工作和生活的物理环境，微气候则指工作场所的这些气候条件，主要包括气温、湿度、气流速度、热辐射和空气质量等

509气温空气的冷热程度称为气温。作业环境的气温主要由大气温度、太阳和热源辐射以及人体散热决定。温度通常用干球温度计测定，它所指示的温度较干球温度。除此之外，较常见的温度计还有半导体温度计、温差电偶温度计等。气温的标度有两种：摄氏温标（℃）和华氏温标（℉）。我国法定采用摄氏温标（℃）。

510湿度湿度又叫气湿，指空气中所含水分的多少。工作场所的湿度大小主要由大气湿度、工作场所的水分蒸发和蒸汽发散等决定。湿度分为绝对湿度和相对湿度。绝对湿度是指每m3的空子中所含的水蒸气克数。人们对空气干湿程度的感受不与空气中水蒸气的绝对数量直接相关，而与空气中水蒸气的浓度距离饱和状态的差距直接相关。因此，人们将一定温度、一定压力条件下的水蒸气压强与相同温度和压力条件下饱和水蒸气压强的百分比称为该温度和压力条件下的相对湿度。相对湿度大于70%的称为高气湿，小于30%的称为低气湿。在一定的温度下，相对湿度越小，水分蒸发越快。据此，人们制成了测量的相对湿度的工具：通风干湿表和干湿球温度计。干湿球温度计的水银球体置于一跟插入水中的毛细管中，由于挥发作用带走了热量，其读数比普通干球温度计要低。根据湿球温度计的读数和干球温度计的差值可以得出相应的相对湿度。另外，用湿敏元件制成的湿度计也可以直接测得相对湿度。

511气流速度（风速）空气的流动速度成为气流速度（m/s）。工作场所的气流速度不仅受大气风力的影响，同时受工作场所的通风状况、人工送风以及热辐射的影响。工作场所的热辐射会造成工作场所的大气压力差，从而形成空气对流。气流速度的大小与人体散热速度有直接关系，因此它是评价为气候条件的主要因素之一。风速可以用风速计、热球微风仪等测定。

512热辐射物体在绝对温度大于0K时的辐射能量，成为热辐射。　　热辐射体单位时间、单位面积上所辐射出的热量成为物体的热辐射强度（J/cm2.min）。测量热辐射可用黑球温度计，因为黑色吸收所有的辐射。黑球温度计是表面镀黑的薄铜板制成的空心球体，球体中心部分插入一支普通干球温度计。黑球在吸收辐射热后温度上升，它标识的温度叫黑球温度，是辐射热及气温的综合效应，它与外界气温的差值就是该辐射热升高的温度。

5138.5.2人的热调节机制血液的热量传播功能是热量调节的一个重要环节。血液携带热量，特别是从温暖人体组织到低温的人体组织里的毛细血管携带的热量。通过这种方式，血液将热量从人体内部组织传播到被周围低温环境变冷的皮肤等外部组织。相反，如果外部环境温度较高，热量可以通过皮肤传播到人体内部，比如，当我们需要温暖的时候，我们通常烤火或者晒太阳。控制体温的关键是血液循环，特别是通过皮肤的作用。热量控制中心的第二种调整机制是分泌到皮肤上的汗液，这也处于神经系统的控制下。流汗是人体向外界散发热量的一个非常有效的手段，因为每挥发1立方厘米的汗液可以将人体储藏的过多的热量中带走2.4kJ。人体体温调节的第三种机能是提高人体产生热量的速率，这个过程一般发生在人体过于寒冷的情况。通过提高热量产生的新陈代谢速率，特别是通过肌肉活动。我们都知道迅速的肌肉活动称之为“颤抖”。

514人体热量调节的四种基本方式（1）热传导通过传导交换热量首先而且最重要的在于与皮肤接触的物体和物质的传导性。（2）对流如果热量交换发生在气态（如空气）或液态（如水）等之间，与传导相对应，我们将这个过程称之为对流。（3）汗液挥发通过流汗发生的热量散失在持续不断地进行，因为皮肤上总会有汗液蒸发，从而消耗热量。（4）热辐射温暖的人体向外辐射波长相对较长的电磁波，被其他人、物体或者表面吸收并转换成热量。这种过程称之为红外辐射或者辐射热能。

515人体的整体热量平衡对流、热辐射和汗液挥发是人体与外界进行热量交换的三种基本方式。虽然微气候的四种要素对人体的热交换的影响是相互的，但是，概括来说，以下四种物理因素对这三种方式是决定性的：（1）大气温度对对流热量交换的影响；（2）气流速度对对流热量交换的影响；（3）相邻表面（墙壁、天花板、地板和设备等）的温度对热辐射热量交换的影响；（4）空气的相对湿度对汗液挥发热量散失的影响。

5168.5.3、微气候环境与舒适人的生理温度域微气候因素和舒适舒适的主观差异空气干燥与舒适

517人的生理温度域寒冷域舒适域0增加人体热量降低人体热量冻死热平衡中暑严寒条件舒适环境高温环境汗液挥发热调节域图8-12高温和严寒下的人体的热平衡

518微气候因素和舒适为了综合反映人体对气温、湿度、气流速度和热辐射的感觉，提出了有效温度这一概念。有效温度是指根据人体在微气候环境下，具有同等主观温热感觉的最低气流速度和气流湿度的等效温度。有效温度和相邻表面温度有效温度和空气湿度有效温度和空气流动

519舒适的主观差异太热太冷1008060402002223242526272829相对湿度为40%的气温舒适占回答人数的比例（%）图8-13办公室人员对气温的反应引自：McConnell和Spiegelman，1940[126]。

520图8-14对温度的主观反应调查结果202122232425

521空气干燥与舒适相关研究表明，加热房间内的相对湿度在40-50%间时，人会感觉舒适；而当相对湿度在30%以下时，空气会变得不清洁，因为这反倒影响了鼻腔和喉咙的粘膜的正常机能。

5228.5.4热、冷环境对人的影响及防护热环境的影响热环境的控制冷环境的影响冷环境的控制

523热环境的影响热环境的变化生理：如果周围环境温度升高，就会产生如下的生理影响：加快疲劳，同时体力和脑力劳动的工作效率都会下降；加速心跳；血压升高；消化器官的活动减弱；核心温度会轻微升高，而体表温度会显著升高（皮肤温度可能会从32℃升高到36-37℃）；皮肤中血液流速增大（从每分钟几ml/cm3上升到20-30ml/cm3）；汗液分泌增加，当皮肤温度上升到34℃或更高的时候，汗液分泌显著。

524热环境的影响（续）热环境对生理的影响：如果控制措施不足以保持热量平衡，人体的核心温度开始升高，导致热量聚集，会很快导致下列各种情况的发生：中暑；热疹；热衰竭；热痉挛。

525热环境的影响（续）高温环境下的体力劳动远比适宜的环境更容易造成作业能力衰竭。研究发现，在热环境下，简单认知和知觉运动作业的绩效降低的情况并未被普遍观察到，整体而言，研究人员认为这类作业的绩效降低情况要等到接近生理上的热环境耐受极限时才会发生。对于比较复杂的作业，如追踪、警戒性、复杂的双重或多重作业等，Ramsey和Kwon综合相关研究文献后发现作业绩效在30～33℃左右开始降低。

5268.5.5热环境的改善建议对热的适应是必需的。最好分阶段进行。刚开始的时候，一个人最好只有50%的时间在高温下工作，随后每天增加10%的时间。当然病愈后或长时间的缺岗后返回工作岗位，这一过程应该重新进行。热量负荷越高，高热环境下的体力活动量越大，用来降温的时间应该越长，工作中的停顿越频繁。如果高温超过了人的忍受极限，工作日时间应该变短。人应该少量多次的喝水；每次不应该超过0.25升，建议每10-15分钟一杯。如果需要和大量的水，最好补充白开水，有时可以放点茶叶或咖啡。温热的饮料比冰凉饮料更容易被消化系统所吸收。建议不要喝冰饮料，水果汁和酒精饮料。牛奶和添加牛奶的饮料建议也不要喝，这些饮料不适宜于高温工作后饮用，因为它们对消化系统造成了更多的压力。饮用水应该尽量靠近工作地，人在需要饮水的时候可以很方便的得到。在热辐射很高的地方（例如爆破炉旁），工人们应该佩戴眼睛防护装置或防护屏，同时穿防护服，以降低眼睛和皮肤灼伤的风险。

527冷环境的影响人体对于冷环境的第一道防线就是皮肤和四肢的血管收缩，血流到这些区域减少，其主要功能有二：第一，减少了温暖的血液通过皮肤的热量散失；第二，阻断血流之后，皮肤的隔离功能会增加到六倍左右。但是，手指和脚趾的温度会迅速降低到周围空气的温度，造成局部的冷伤害（如冻伤）。血管紧缩还会造成更多的血液分布到内部器官上来，而多的血液流经肾脏，增加了尿液量，这也是为什么在严寒环境中小便会比温暖环境中更频繁。当通过血管紧缩人体仍然无法维持核心体温时，人体会通过肌肉颤抖来增加代谢的热量产生。颤抖是由于全身肌肉同步的刺激而造成的，此时产生的热量大约为静止时平衡状态下的2～4倍。但是颤抖并不能使人增加体温，而只能防止体温继续下降。人体状况越好，人体由颤抖产生的热量越多，能够持续较长时间而不致衰竭。

528冷环境的影响（续）对体力劳动的影响。寒冷对于体力劳动有不良的影响。人体核心温度或肌肉温度的降低会减少身体的功能而造成肌肉张力和耐力的下降。Bergh发现核心体温每降低1℃（持续期小于3分钟），最大运动能力降低4～6%；当运动持续3～8分钟时，每降低1℃是减少8%。对脑力劳动的影响。虽然尚无系统性的证据表明寒冷会影响简单反应时间，但是却有证据表明寒冷对于选择的反应时间有负面效应。冷环境会增加误操作，同时对于发生错误的作业的反应时间也下降，但正确的作业其反应时间则未受到影响。另外，寒冷会使人的行动动机显著降低，且会增加冷漠的态度。

529冷环境的改善建议做好采暖和保暖工作。应该按照《工业企业设计卫生标准》和《工业企业采暖、通风和空气调节设计规范》等的相关规定，设置必要的辅助性采暖设备，比如空调、暖炉和其他热辐射源等。调节后的温度要均匀恒定。有的作业需要与外界发生联系，冷风吹在作业者身上很不舒适，应设置挡风板，减缓冷风的作用。个体防护。低温作业车间或冬季室外作业者，应穿御寒服装，其应采用热阻值大、吸汗和透气性强的衣料。衣服的尺寸不宜过紧，潮湿的衣服应及时烘干。提高作业负荷。增加作业负，可以使作业者降低寒冷感。但由于作业时出汗，使衣服的热阻值降低，在休息室并会感到寒冷。因此工作负荷增加，以不使作业者过多流汗为限。对于大多数人，负荷量不要超过175W。

530本章作业在有条件的情况下,测量教室和宿舍的照明强度,并根据测量结果提出相应的改进建议.到街上有燥声显示的地方,观察燥声的现状,记录下观察的结果.讨论或争辩”音乐对学习是有利的”这一主题.在POWERPOINT软件中,选用四个不同的模板,比较这四个模板在颜色使用上的差异及效果差异.结合实际讨论一下良好的学习环境对学习效果的影响.

531第九章人因误差与人因安全

532本章学习目的了解人的可靠性了解人的误差的原因及分类掌握防止或减少人因误差的方法认识到事故的危害及人因在事故中的影响掌握防治事故的方法

5339.1人的可靠性可靠性：可靠性是指研究对象在规定条件和规定时间内完成规定功能的能力。这里的研究对象包括系统中的机器、设备、物料、方法和人员等。可靠度：可靠度是指在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的概率，通常用R表示。研究对象的可靠度一般可以通过大量的统计数据得出。

534人的可靠性作为一种研究方法，人的可靠性是应用定量分析来预测人为可能性的一种程序。作为一个理论概念，人的可靠性给出了对误差的一种度量。作为衡量标准，人的可靠性只有人所承担任务的成功的可能性，是一种概率，即人的可靠度。人的可靠度是把人作为研究对象，研究作业者在操作过程中完成规定作业功能的度量。其定义为：作业者在规定条件下和规定时间内正确完成操作的概率。

535人的可靠性的计算方法日本东京大学的井口雅一教授根据人的行动过程模式，即信息输入、判断决策、操作处理(S-O-R)研究提出了一种确定人的操作可靠度的计算方法。他认为，作业时，设人的基本可靠度为,那么可以得到如下公式：上式中，为信息输入可靠度（考虑有不能感知的信号、不知道其意义的信号等）；为判断决策可靠度（考虑有不能正确判断等）；为操作输出可靠度（考虑有按错开关等）。

536表9-1基本可靠度r的系数(α1，α2，α3)，作业类别内容a1,a3a2简单变量在几个以下，已考虑工效学原则0.9995~0.99990.999一般变量在10个以下0.9990~0.99950.995复杂变量在10个以上，考虑工效学原则不充分0.990~0.9990.999

537表9-2可靠度R的修正系数(b,c,d,e,f)系数作业时间（b）操作频数（c）危险度（d）心理生理条件（e）环境条件（f）1.0宽裕时间充分适当人身安全良好良好1.0~3.0宽裕时间不充分连续发生有人身危险不好不好3.0~10.0无宽裕时间极少发生可能造成重大恶性事故非常不好非常不好

538人机系统可靠性串联系统的可靠性并联系统的可靠性串联和并联混合系统

539串联系统的可靠性R1R2Rn-1Rn图9-1串联系统结构

540并联系统的可靠性R1R2Rn-1Rn图9-2并联系统结构

541串联和并联混合系统RRRRRRRRRRRR图9-3串并混联系统结构图例

542影响人的可靠性的因素压力对人的可靠性的影响意识水平对人的可靠性的影响其它影响人的操作可靠性的因素

543表9-3作业者压力类型超过作业者能力限度的压力其他方面的压力反馈信息不充分，不足以使作业者下决心改正自己的动作；要求作业者快速比较两个或两个以上的现实结果；要求高速同时完成一个以上的控制；要求高速完成步骤；要求完成一下步骤次序很长的任务；要求在极短时间内快速做出决策；要求操作者延长检测时间；要求根据不同来源收集的数据快速做出决策；不得不与性格难以捉摸的人一起工作；不喜欢从事的职业和工作；在工作中得到晋升的机会很少；负担的工作低于其能力与经验；在极紧张的时间限度内工作或为了在规定时间期限内完成工作，经常加班；沉重的经济负担；家庭不和睦；健康状况不佳；上级在工作中的过分要求；

544表9-4大脑意识水平的等级划分等级意识状态注意状态生理状态工作能力可靠度0无意识、神志丧失无睡眠，发呆无0Ⅰ常态一下，意识模糊不注意疲劳，困倦，单调，醉酒（轻度）低下，易出事故0.9以下Ⅱ正常意识的松弛阶段无意注意休息时，安静时或反射性活动可进行熟练性的、重复性的或常规性的操作0.99～0.9999Ⅲ正常意识的清醒阶段有意注意精力充沛，积极活动状态有随机处理能力，有准确决策能力0.999999以上Ⅳ超常态，极度紧张、兴奋注意力过分集中于某一点惊慌失措，极度紧张易出差错，易造成事故0.9以下

545表9-5影响人的操作可靠性的因素因素类型因素人的因素心理因素反应速度、信息接收能力、信息传递能力、记忆、意志、情绪、觉醒程度、注意、压力、心理疲劳、社会心理、错觉、单调型、反射条件生理因素人体尺度、体力、耐力、视力、听力、运动机能、身体健康状况、疲劳、年龄个体因素文化水平、训练程度、熟练程度、经验、技术能力、应变能力、感觉阈限、责任心、个性、动机、生活条件、家庭关系、文化娱乐、社交、刺激、嗜好操作能力操作难度、操作经验、操作习惯、操作判断、操作能力限度、操作频率和幅度、操作连续性、操作反复性、操作准确性外部因素机械因素机械设备的功能、信息显示、信号强弱、信息识别、显示器与控制器的匹配、控制器的灵敏度、控制器的可操作性、控制器的可调性环境因素环境与作业的适应程度、气温、照明、噪声、振动、粉尘、作业空间管理因素安全法规、操作规程、技术监督、检验、作业目的和作业标准、管理、教育、技术培训、信息传递方式、作业时间安排、人际关系

5469.2人因误差人因误差的概念人因误差的分类人因误差的预防

5479.2１人因误差的概念人因误差是人作出的一种不妥当或不希望的决定或行为，这种决定或行为会降低或可能降低系统的有效性、安全性和系统绩效。对于这个定义，有两点需要注意：第一，人因误差应该从它是否对系统绩效和人员已经产生或可能的产生的负面影响来界定；第二，虽然人们经常把人因误差和“操作人员”联系在一起，但是造成人因误差的根本原因很有可能是系统的设计和运行人员的差错造成的，例如一些设备的设计者、管理者、监控者和维修者都可能会造成人因误差。因此在讨论系统的人为事故原因时，一定要考虑整个系统而不仅仅是操作人员。

548人因误差的表现操作错误，忽视安全、警告人为造成安全装置失效使用不安全设备手代替工具操作物体(指成品、半成品、材料、工具、切屑等)存放不当冒险进入危险场所攀坐不安全位置，在起吊物下作业机器运转时加油、修理、检查、调整、焊接、清扫等有分散注意力的行为忽视使用个人防护用品，或穿戴不安全装束对易燃易爆危险品处理错误

5499.2.２人因误差的分类离散行为分类法决策－执行分类法信息处理分类法

550离散行为分类方法离散行为分类方法是根据非连续性即离散行为的差错判定而进行的分类，由Swain和Guttman提出。这种分类法将人因误差分为四类：（1）遗漏误差。未做某些事或未能采取某种行动所造成的误差为遗漏误差。（2）执行误差。不正确地执行了某一行动所产生的误差即为执行误差。（3）顺序误差。这种误差实际上是上述执行误差的子目，发生在未依照顺序执行某项作业或一作业中的某个步骤。（4）时间误差：这种误差也是执行误差的子目。发生于未在适当的时间里执行某一动作，也就是说选定动作不是进行得太早就是太迟。

551决策－执行分类法该种分类框架将人因误差分成两大类。第一类为决策性错误(mistake)。这类错误的特点是人在接受信息时就弄错了；或人接受了正确的信息，但在决策过程中做出了错误的决策。系统所接受的命令就是操作人员的意愿。第二类错误为行动性错误(slip)。犯这种错误时，人虽然对形势有一个正确的了解和正确的判断，准备采取的行动意向也是好的，但在执行命令时却出了差错。

552信息处理分类法这种方法认为人的操作过程即是由人一系列的信息处理过程所组成，对这一过程的每一个阶段可能发生的误差进行归纳整理，即是信息处理分类法。依据信息处理过程所涉及的行为类型或层次不同，这种分类方法也存在多种框架。

553表9-4Rouse的人因误差分类框架1.观察系统状态4.选定目的不适当的反复查验正确读数；错误解释正确读数；错误读取适当的状态变量；没有观察到足够的状态变量；观察到的是不适当的状态变量；没有观察到任何状态变量；该假设不会引起所观察到的状态变量的数值；更加可能的原因应该首先考虑；从更重要的着手分析；该假设在功能上与所观察到的变量关联性不高；5.选定程序所选定的程序不能充分达成目标；所选定的程序会达成不正确的目标；所选定的程序非达成目标所必需；未选定程序；2.选定假设目标不够明确；所选定的目标与工作目标相冲突或是非工作性的；未选定目标；6.执行程序3.验证假设遗漏必要的步骤；必要的步骤不必要地予以反复；增加了不必要的步骤；步骤执行的次序错误；所执行的步骤过早或过迟；控制器设置在错误的位置或范围；程序未完全执行完毕即予中止；执行了无关且不当的步骤；在获得结论前即中止验证；获得错误的结论；正确的结论曾被考虑但却被摒弃；未将假设予以验证；

5549.2.３人因误差的预防甄选：选择具有某项工作所需技能的人员可以导致较少的失误。培训：对人员的适当培训可以降低失误。设计：机具、程序和环境的妥善设计，能够改进人员的作业绩效，包括减少失误的机率和损害。

5559.3事故及预防事故的定义事故资料的收集事故的原因事故的预访

5569.3.１事故的定义Meister将事故定义为“未料到的事件，它会损害系统或人员，或者影响系统任务或人员作业的完成情况”。事故的危害

5579.3.２事故资料的收集事故资料的收集通常是履行法规上的要求，或者据以评定对于损害所负过失责任的大小。通报表格通常使用预先界定的分类结构，以便纪录事故的基本要素，而使其格式便于电脑分析。这类表格几乎都包括如下项目：伤害性质（切断、挫伤、扭伤）；受伤部位（头、背、指）；事故类型（碰撞、卷夹、跌坠）；伤害来源（设备、手工具、身体运动）。

5589.3.３事故的原因人的因素机械因素环境因素管理因素

559人的因素在事故产生的原因中，人的因素是首位的。美国工厂中发生的75000件意外事故中，有88%是由于人的不安全动作所造成的，有12%起因于不安全的工作环境。经研究发现，有98%的事故是可以预防的，只有2%是人力不可抗拒的。导致事故发生的不安全动作主要包括：违反操作流程；未能控制速度；安全装置不当；超载、误置；捆扎不良；工作姿势和位置不妥；在移动的设备上工作：不专心；末使用保护装备等。

560机械因素设备存在设计缺陷防护等装置缺乏设备布置不合理

561环境因素首先，作业现场不良的微气候、噪声、振动、照明、粉尘等条件，一方面导致作业者疲劳、烦恼，引起意识水平下降、反应能力降低而增加事故发生率；另一方面影响作业者正确感知信息的能力，酿成错误判断而导致事故。其次，外界的无关刺激达到一定程度，也会引起作业者无意注意，以使注意对象转移而造成事故。第三，作业现场的媒体不完备、不清晰，也易导致事故。

562管理因素企业领导不重视安全生产工作，安全管理组织机构不健全，目标不明确，责任不清楚，检查工作不落实，专职人员责任心不强。安全工作方针、政策不落实，法规制度不健全，安全工作计划不切实。安全管理信息交流不通畅，缺乏必要的交流制度和交流渠道。缺乏必要的职业适应性检查和培训。对临时作业、非正常作业、特殊及危险作业和夜班作业管理不善。车间作业环境和作业秩序杂乱，设备及安全装置管理不善，使用不当。

5639.3.4事故的预防3E原则EngineeringEducationEnforcement4M法ManMachineMediumManagement

5643E原则（1）技术的对策是保障安全的首要措施之一。当设计机械装置或工程项目以及工厂时，要认真地研究、分析潜在危险之所在，对可能发生的各种危险进行预测，从技术上解决防止这些危险的对策。进行这种分析应当和技术设计结合起来，即进行技术设计时就应当考虑安全性，二者是不可分割的。（2）教育对策。主要指在产业部门的各个方面进行具体的安全教育和训练，教会如何对各种危险进行预测和预防。其次是指在教育机关组织的各种学校，同样有必要实施安全教育和训练。教育的目的是保持和强化在学校或进厂学习期间就懂得安全的良好知识和养成良好的安全习惯，从而在工作中自觉地培养安全意识。（3）法制对策是从属于各种标准的。作为标准，除了国家法律规定的以外，还有如工业标准、安全指导方针、工厂内部的工作标准等。制定有关安全的各类法规是为了有效地防止事故，保障安全。因此，法规必须具有强制性，但是法规又必须具有适用性，应使最低标准的法规可以适用于所有的场合。

565４Ｍ法（1）生产活动中的人。在确定人的对策方面，关键是要形成一种和睦的、严肃的车间气氛；使人认识到由于危险物而导致事故的严重性，从而在思想上能够重视，在行为上能够慎重，并能认真遵守安全规程；提高操作者在危险作业时的大脑意识水平和提高预知危险的能力；在进行危险作业时，要防止由于意外事件的插入而产生差错；对于非常事件，应预先设定实际对策、包括实施内容、方法和顺序，并应进行反复的训练，以防止人在紧张状态下因思维能力下降产生误操作而引发的人为失误型事故。

566４Ｍ法（续）（2）在机械方面的主要对策对于重要的机械，可以使用连锁装置及故障安全装置。设计设备时，要贯彻“单纯最好”(Simpleisbest)原则。对于紧急操作设防，应采用“一触即发”的结构方式(onetouchshutdown)。要有合理的机械形状和配置，操作装置是适当的，合理的作业条件，信息指令要恰当以及环境条件要良好。为了易于识别而能有效地防止误操作，对于紧急操纵部件涂装荧光或醒目色彩。重视大量危险物的处理，尤其应设有防止伤人的保护装置。维修作业应当作为危险作业来对待。

567４Ｍ法（续）（3）媒体或环境对策用无线电对讲机进行通话时，必须认真研究紧急通话的有效方式。对于非正常作业，要事先制定作业指示书。对危险的地方采用红色标志，以引起人们的注意。尽可能防止系统以外的各种不利因素的干扰。

568４Ｍ法（续）(4)管理方面的对策：管理方面的对策包括健全系统安全管理体制，强化人的安全意识，以进一步挖掘潜力，充分调动人的积极性；并把提高人的自觉性、主动性与实施强制性的行政法律措施结合起来，以便在人-机-环境系统中实现安全、高效、合理的群体和个体行为。

569本章作业讨论责任心与事故.对自己过去在沟通时犯过的错误进行分类和分析.按一年收入2万元,60岁退休,计算一下汽车轧死一位35岁的人带来的损失,并由此谈一谈防治事故的重要性.收集一个国内或国际最近发生的重大事故,找出其中的人因误差及防治办法.