地铁自动售票机的改良设计

1、哈尔滨地铁指示系统及服务设施集成化设计地铁自动售票机的改良设计设计切入点 由于自动售票机主要是通过眼睛和手指的操作发生作用，因此可通过眼睛的舒适范围和手指的舒适操作范围来确定自动售票机的尺寸范围，再根据实际情况综合考虑制约自动售票机的其他因素（例如技术实现问题）从而最终确定自动售票机的具体尺寸。 同时自动售票机的功能实现手指的操作来得以实现，故当眼睛的舒适范围与手指的操作范围发生冲突时应以手指的舒适操作范围为主。 遵循设计应注意的原则用户的男女平均身高的确定 GB10000-88中东北地区18-60岁男女成年立姿P50的身体高度分别为1693mm和1586mm，这显然与当今人体的的平均身高有了

2、较大差异。有关数据显示，改革开放以来，随着国民生活水平提高，我军官兵体格发生较大变化。与20年前相比，我军官兵平均身高增加20mm。 TVM的主要用户的主要用户群为18-60岁间的成年人，考虑哈尔滨为主要用户的使用。根据最新的人体数据调研，论文中将TVM用户的男女平均身高修正后定位1713mm和1606mm并以身高l713mm和1606mm的男女作为TVM人机研究标准人体模型。（1）人体工程学常用计算公式 （2）东北地区18-60岁男女立姿P50主要尺寸视觉范围 用户的视觉范围指，用户在操作TVM机时身体处于舒适状态下，眼睛所能观察到的范围。视觉范围与用户的视野、视距、眼高、颈部活动范围、眼球

3、转动等都有关系。 (1)视野 水平面内的视野是双眼视区大约在左右60度以内的区域。在这个区域里辨别字的视线角度为10度至20度：辨别字母的视线角度为5度至30度。 垂直平面的视野是假定标准实现是水平的定位O度，则最大视区为视平线以上50 度和视平线以下70度。实际上人的视平线是低于标准视线的，在一般状态下，站立时自然视线低于水平线10度。观看展示物的最佳视区在低于标准视线30度的区域里。（2）视距 一般操作的视距范围在380mm-760mm 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。（3）操作者眼高 用户在操作过程中躯干处于放松姿态因此这里的功能修

4、正量包括了躯干自然放松塌落的高度和鞋高。据统计，人体立姿时的眼高减去1Omm则为实际眼高。通常人体站姿鞋高功能量为25-38mm。由此可以计算出，自助终端设计的眼高为 1544 -10+32 =1566(mm)TVM用户视觉舒适范围 舒适视觉范围即在躯干保持不动的情况下，身体各部位处于舒适状态的视觉范围。在竖直视野中，眼球舒适转动范围为水平线下0度至30度，颈部舒适转动范围为低头12度至25度。字体识别视野范围10度。自此，可以计算出文字识别舒适视觉范围约为：-10度至-65度。对于一般物体识别的视野范围较文字识别要大，一般认为标准视平线(0度)以下30度范围内为观看展示物的最佳视域。考虑到眼

5、球转动因素以及头部转动因素，观看展示物的舒适范围应为：-10度至-85度。用户的水平视野较竖直视野要大，并且头部舒适转动角度较大(-55度至55度。)，因此自助终端设备宽度不会超出其舒适视觉范围。由眼睛舒适范围确定自动售票机上的部件总体范围 经调研可得在水平方向一般人体离自动取票机为100mm。 一般认为标准视平线(0度)以下30度范围内为观看展示物的最佳视域。考虑到眼球转动因素以及头部转动因素，观看展示物的舒适范围应为：-10度至-85度。 自助终端设计的眼高为 1544 -10+32 =1566(mm) 可得100/sin5。=1147mm(由于一般身体与自动售票机的距离为100mm，)1

6、566-1147=419mm（由视野确定最低距地面高度） 用户的水平视野较大（60。），并且头部舒适转动角度较大(-55。至55。)，因此自助终端设备宽度不会超出其舒适视觉范围。手指操纵位置范围的确定 用户通过手指完成对自助售票机的各项操作，因此人体手臂的位置以及手臂的运动习惯决定着操作设备位置的确定。手臂活动范围取决于肘肩关节活动范围、手臂长度、肩膀肘高等因素决定。肘高与肩高的确定 肘高/肩高的设计功能尺寸为：实际肘/肩高度+功能修正量肘高/肩高的功能修正量包括放松站立时身体塌落的高度和鞋高。据统计人体放松站姿时肘高/肩高为实际肘高减去1Omm。通常人体站姿鞋高功能量为25-38mm。由此可

7、以计算出，自助终端设计的肘高为： 1014 -10+32= 1036(mm) 肩高尺寸为： 1349-10+32 =1371(mm)由手指确定的竖直作业面范围 活动范围主要由肩高、上臂和下臂摆动角度决定。自于上臂的舒适摆动范围为舒适摆动范围为+15度至+35度,前臂舒适内弯角度为+85度至+11O度，可计算出手臂在竖直空间中处于竖直状态手臂最大高度为； 肘高+上臂长*(1-cos35。)+前臂长*cos35。 =1285mm 最小高度为： =949mm由手指确定的水平作业面范围手臂在水平作业面内的作业范围由上臂和前臂的关联移动范围所得。手臂在水平作业面的活动范围可分为正常作业区域、最大作业区域

8、和双手关联作业区域。故手臂在水平面上的活动范围为1194mm 自动售票机的部件范围的确定(有眼睛与手臂的舒适范围而定) 最上端操作部件位置为1285mm 最下端操作部件位置为949mm 左右两侧的最大距离为以身体中心线为中点的1194mm之间（水平操作距离小于等于391mm）触摸屏位置的选择 （1）显示器上沿距地面距离为1285mm 分析 ：触摸屏的位置理论上应同时位于视觉舒适区域和手臂舒适活动范围，且触摸屏应倾斜，以保证与视线垂直。而实际上两者的重合区域尺寸会小于触摸屏的尺寸，在实际设计中还应系统考虑各方面因素，应优先考虑位于手臂舒适活动空间。因为视觉范围较大，而长时间抬手过高会造成疲劳故以

9、1285mm为显示器的上沿高度。 图表所示 取AB=373mm，显示屏的宽度要在舒适视野范围之内，同时显示屏与眼睛的距离要满足在380mm760mm之内 （2）显示屏的倾斜角为51度 分析:触摸屏应倾斜，以保证与视线垂直，并且由于一般身体与自动售票机的距离为100mm，显示屏的下沿向里偏移102mm,故可得显示屏的倾斜角为51度。（3）显示屏的长度为300mm 分析：水平面内的视野是双眼视区大约在左右60度以内的区域。在这个区域里辨别字的视线角度为10度至20度：辨别字母的视线角度为5度至30度。显示屏长度应在辨别字母的范围之内2*373mm*tan30度=430mm，故取300mm为显示屏的

10、长度符合设计要求 （4）显示屏的宽度为220mm。 Tan=(CD+BC)/AB=DE/CE CE*CE+DE*DE=CD*CD 得 =51 DE=136mm 可得AE=456mm AC=467mm 可得(467*467+110*110)=480mm水平距离为171mm分析:GF=220*sin51。=171mm垂直距离为139mmCG=220*sin51。=139mm 一般在身体中心处，在手臂前方460mm（身体中心线两侧各300mm内）内为手臂的最舒适范围，而1566-1036=530mm 530-281=249mm 460mm (手臂舒适距离) 故 符合设计要求自动售票机的大尺寸确定（1

11、）自动取票机长度:600mm 分析：考虑到眼睛及颈部的舒适范围及手臂在水平面的活动范围为1194mm ,故长度为600mm。（2）自动取票机宽度:500mm（3）自动取票机高度:1800mm其他各部件的布局范围 X方向在600mm以内 Y方向在1036mm处以460mm为半径的范围内 Z方向在949mm1285mm以内 （1）自动售票机的微观布局需要通过顾客的身体特征、仔细分析行为习惯和设计应遵循的原则来综合考量。 （2）顾客的身体特征制约着自动售票机微观布局。 （3）同时要遵循设计的原则。 方案一的设计考虑了使用银行卡的用户，但是还要考虑用户的操作习惯，该自动售票机把主要的插口都设置在竖直的

12、平面内并且位置过低，没有充分考虑人体实际尺寸的要求，不方便用户的手指的操作，同时其他的功能实现的位置没有进行深入的考虑。而自动售票机主要是通过手指来进行操作的，故未能把顾客的实际生活情况充分结合起来，同时，该设备的未设置照明装置不能满足在夜间的使用需求，并且未设置音响设备的设置使得不熟悉的人们对操作的步骤感到迷茫，故不选择此种方式作为设计的方向。 方案二的设计考虑了人机工程学的运用，但是没有充分考虑了实际情况即人们的多种不同的持币需求，未能把顾客的实际生活情况充分结合起来，同时，该设备的未设置照明装置不能满足在夜间的使用需求，并且未设置音响设备的设置使得不熟悉的人们对操作的步骤感到迷茫，同时该

13、自动售票机的设计外观给人一种笨重的感觉，没有很好的考虑设计美，故不选择此种方式作为设计的方向。方案三的设计把显示屏的以及按键设计为一定倾角，充分考虑了人机工程学的运用，也充分考虑了实际情况即人们的多种不同的持币需求，把人机工程学的设计与实际情况充分结合起来，同时，设置的照明装置可以满足在夜间的使用需求，从而更方便人们的使用，音响设备的设置也更方便提示人们应该怎么去操作，并且该自动售票机可以吐纸币这样更方便人们携带，该设计的各部分搭配合理，仔细考虑了顾客的行为习惯，从各方面进行了从充分的考虑，故选择此种方式作为设计的方向。现有产品展示 现有产品的设计比较机械、呆板给人一种笨重冰冷的感觉，同时人机交互的设计过于复杂使初次使用者不能很好地使用自动售票机，甚至使用户处以迷茫状态，因此未能充分发挥自动售票机的快捷、便利的优点。 通过现有产品的分析可得，现有产品大部分功能并不完善，很多必须要考虑的因素(自动售票机的颜色、光线、噪音等)都被遗漏，给用户造成了很大的不便。 即使是现有功能有很多也并不完善，例如支付功能即是其中之一，找零装置只能找硬币，给用户的携带造成困扰。同时应该增加刷卡支付的功能