人机工效学复习资料

第1章人机工程学概论效率和安全是人类社会发展的主题之一1.1.1安全与效率的定义在人类社会发展过程中，生产效率和生产安全一直是推动人类社会发展的两大因素。效率一是指单位时间完成的工作量，或劳动的效果与劳动量的比率。安全是和危险相对的，指的是保护劳动者不在生产中受到损伤。1.1.2安全与效率的关系效率和安全是相辅相成的，没有安全的效率必将受到事故的制约，造成人员的伤亡和成本的增加；没有效率的安全无法为社会提供财富，必将遭到经济规律的淘汰；同时，世界上没有绝对的安全，没有效率的安全也是保守的安全，无意义的安全。因此，只有安全和效率共同发展，互相协调，才能为社会创造更大的财富。1.2功效学的命名与定义工效学是近代才发展起来的一门新兴学科，目前国内外还没有一个统一的名称。1.2.1学科的命名（1）人类工效学，或简称工效学，英文Ergonomics这个学科名称出现最早，欧洲各国和世界其他地区，根据这个名称翻译为本国文字的较多，因此这个学科名称在世界上应用最广。（2）人的因素（学），英文HumanFactors这是美国一直沿用的名称。由于美国在该学科的影响力，某些东南亚国家和我国台湾也采用这个名称。由这个名称派生出来的名称还有：人因工程（学），英文HumanFactorsEngineering。（3）人类工程学，英文HumanEngineering类似的名称有人体工程学。（4）工程心理学，英文EngineeringPsychology有人认为在这个名称下的学科研究更专注于心理学方面，因而与其他名称多少有点差异。虽然该学科的名称很多，至今未能统一，但由于该学科是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科，而人类工效学最能体现这一学科的本质，故我们的课程暂且将其称为“人类工效学”。1.2.2学科的定义。由于该学科的名称未能获得统一，所以该学科所下的定义也不统一，而且还在不但发展。一、 工效学的研究内容。人一工效学研究的主题；机器一工效学研究中人操作的对向；环境一工效学研究中，人一机系统所处的外在空间。二、 人类工效学的定义。工效学一是指应用生理学、卫生学、解剖学、心理学、人体测量学、社会学、工程技术学、和管理科学等研究领域的科学，对机械机械合理设计，对环境进行充分的认识和利用，以求达到最好的工作效率，同时保证人的安全、健康和舒适的边缘学科。工效学主要是研究人、机器及环境三者的相互作用。国际工效学会对工效学的定义：InternationalErgonomicsAssociation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因素（研究对象）；研究人和机器及环境的相互作用（研究内容）；研究在工作中、家庭生活中与闲暇时怎样考虑人的健康、安全、舒适和工作效率，并使之达到最优化的学科（研究目的）。这个定义的三句话，分别阐明了人机学的研究对象、研究内容和研究目的。第一句话指出人机学的研究对象，是工作环境中的解剖学、生理学、心理学等方面的因素。这些因素除了工业设计以外，还与管理工程、劳动科学、安全工程、环境工程等领域有关。第二句话指出人机学的研究内容，是人一机一环境的最佳匹配、人一机一环境系统的优化。第三句话指出人机学的研究目的：就是设计一切器物都要考虑人们生活、工作的安全、舒适、高效。这第三句话中，关于设计的目的“安全、舒适、高效”定义只讲应该“考虑”，而没有选用“确保”、“尽量达到”之类的词汇。《中国企业管理百科全书》将人机工程学定义为：研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器与环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。人一机一环境的具体含义：人一一指操作者或使用者；机一一泛指人操作或使用的物，可以是机器。也可以是用具、工具或设施、设备等；环境一一是指人、机所处的周围环境，如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等；人一机一环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统，简称人一机系统。工效学应用实例。车厢外表面为墨绿色的旧式旅客列车，还在我国一些短途、慢车或支线上使用着。其硬座车厢窗户的高度，正与坐着乘客的胸、肩、头部齐平。打开窗户，行驶中每小时风速达六、七十或七、八十千米，即使最闷热的夏季，迎风被吹的乘客也经不住多久，而背风一侧乘客却依然热不可挡，试问窗户为谁而设呢?这种车型在我国的大地上已经运行了半个世纪，是设计者对人们缺乏“人文关怀”、还是该归咎于其他原因?须知改进一点也不难，把窗户提升到比站立者身高略高一点即可，而且这样做也并不增加生产成本。现在的新式客车已经这么改了，即使多个窗户同时打开，风也不会直吹乘客，却能在车厢上部形成新鲜空气的“顺流”，效果甚佳。应用实例：在驾驶汽车的人-机-环境系统中，司机首先要了解车外环境（车流、人流、交通信号和标志、道路条件等情况）和汽车本身运行状态（速度、发动机温度、压力、油量等仪表显示的情况），以确定行车方针和进行适当的操纵。为使司机驾驶省力、安全和舒适，在设计汽车时应根据人体测量数据和生理、心理负荷反应来考虑司机的座位、各显示器和操纵机构的设置；适当降低汽车重心，使行驶较为稳定，乘坐舒适。在设计时还应考虑司机在操作中可能失误或遭受外来车辆的撞击，应有预防措施，如采用过速自动报警装置，增设安全带、缓冲保险杠、不易破碎的挡风玻璃等。又如改进后的桥式起重机的司机室，将各种操纵杆装在司机座位的两侧，正前方和两侧都是大玻璃窗，扩大司机的视野并可让司机坐在座位上操作。操纵杆把手的材料、结构、形状、位置根据功能选用和设计，使司机凭触觉就能操作。整个司机室密闭性良好。这样就能改善旧式起重机司机室不良的操作条件和客观环境对司机工作效能的影响。三、交通工效学的定义交通工效学是为实现交通运输目标时，利用心理学、行为学、人体学、车辆工程学、交通工程学、道路工程学等交叉学科的知识，最优地并最有成效地处理好驾驶人与车辆、驾驶人与道路环境、车辆与道路环境之间的关系，科学、安全地提高交通运输的工作效率，以达到人一机一环境系统最优工效的一门学科。交通工效学的目标：（1） 提高交通运输的工作效率。（2） 提高交通运输的安全性、可靠性及操作的舒适性。1.3工效学的起源与发展1.3.1经验工效学（20世纪初~二次大战）研究者大都为心理学家，所以主要是通过心理学的研究来提高工作效率的。特点：机械设计的的主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术的原理设计上；在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于机器。1.3.2科学工效学（二次大战~50年代末）在武器和装备的更新中，由于设计不当和缺乏训练，未重视人的因素，导致了较多意外事故的发生，这使人们意识到“人的因素”的重要性，意识到只有工程技术知识是不够的，还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物力学等学科方面的知识。这一阶段的发展特点是：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。1.3.3现代工效学（60年代以来）随着科学技术和时代的发展，工效学获得了更多的发展机会，特别是随着控制论、信息论和系统论的建立，使得工效学的应用进入了一个全新的发展阶段。现代工效学有三个特点： 1）着眼于机械设备的设计，使机器的操作不超越人的能力极限，而不是让人去适应机器。 2）密切与实际应用相结合，通过严密计划设定的广泛实验性研究，进行具体的机械装备设计。3）综合心理学、生理学、功能解剖学、物理学、数学、工程学各方面的知识。研究方向：把人-机-环境作为一个整体来研究，使人一机一环境系统相互协调，从而获得系统的最高综合效能。1989年，我国也正式成立了中国人类工效学学会，这标志着我国工效学发展进入了一个新的时期1.4工效学的研究内容与方法1.4.1学科的研究内容研究内容具有多样性、应用性和灵活性。主要包括以下几个方面：1）人体特性的研究:主要研究在工业设计中与人体有关的问题。如本书2、3、4章的内容。2）工作场所和信息传递装置的设计：主要研究如何设计合适的环境及信息传递装置，使人可以舒适高效的工作。如本书5、6、7、8章的内容。3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发，如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健康不受影响，事故危险性最小。如本书9、10章的内容。4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。如本书第11章的内容。5）人类工效学发展动向的研究，如本书12章内容1.4.2工效学研究方法1.4人机工程学体系及其应用领域1.4.1学科的体系人机工程学是一门综合性边缘学科，主要是“人体科学”、“技术科学”和“环境科学”之间的有机融合，由图1-5加以描述。1.4.2学科的应用 学科的应用领域可参阅表1-1、1-2。重点在下章介绍。1.5人机工程学与工业设计1.5.1为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数1.5.2为工业设计中考虑“物”的功能合理性提供科学依据1.5.3为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则1.5.4为进行人一机一环境系统设计提供理论依据1.5.5为坚持以“人”为核心的设计思路提供工作程序。参阅表1-3、1-4。嘎‘2章人体束量与数据应用2.1人体测量的基本知识为了使机械设备在安全、舒适的前提下高效的工作，实现人机系统的最优结合，现代设计就必须充分考虑人体的各种工效学参数。2.1.1概述人体测量学：通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，使设计更适合于人的操作，从而为设计提供人体测量数据见图2-1。人体测量数据主要有两类：1、 人体构造尺寸(静态尺寸)人体构造尺寸是指人体的静态尺寸，2、 功能尺寸(动态尺寸)人体功能尺寸是指人体动态尺寸，即人体在工作姿势及各种活动状态下测量的尺寸。2.1.2人体测量的基本术语被测者姿势(1)立姿(2)坐姿测量基准面，见图2-4测量方向支承面和衣着基本测点与测量项目2.1.3人体测量的主要方法普通测量法，普通测量法是采用一般的人体生理测量仪器，进行人体构造尺寸的测量方法。这种方法成本较低，但测量耗时，数据处理易于出错，且数据应用不灵活。摄影法，见图2-2。摄影法就是采用照相机或摄像机进行投影测量的方法。摄影法可以获得比较精确的测量结果。三维数学测量法，见图2-3。采用三维数字测量仪进行人体尺寸的测量方法。2.1.3人体测量的常用仪器。在普通测量法中常用的人体测量仪器有：人体测高仪，见图2-5；2.人体测量用直脚规，见图2-6；人体测量用弯脚规，见图2-7;此外，还有人体测量用三脚平行规，坐高椅，量足仪，软卷尺以及医用磅秤等。2.2人体测量中的主要统计参数。在人体测量中所得到的测量值都是离散的随机变量，因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数。均值2.方差3.标准差4.抽样误差：抽样误差=标准误差=全部样本均值的标准差5.百分位数PK:百分位数将群体或样本的全部测量值分成两部分，有a%的测量值等于和小于它，有(100-a)%的测量值大于它求某百分位数人体尺寸若人身高均值X=170，SD=10，K30=-0.524X30=X-SDXK即有30%的人身高小于等于164.76cm。求数据所属百分率P同上例:求有多少百分数的人身高小于等于164.76cmZ=(Xi-X)/SD查正态分布表，p=-0.1985即有30%左右的人身高小于等于164.76常用的人体测量数据2.3.1我国成年人人体结构尺寸参阅GB10000-88我国成年人人体尺寸国家标准，主要包括：人体主要尺寸2.立姿人体尺寸，见图2-8。3.坐姿人体尺寸，见图2-9。4.人体水平尺寸，见图2-10。5.各大区域人体尺寸的均值和标准差。6.我国香港地区成年人人体尺寸2.3.2我国成年人人体活动尺寸人在工作位置上的活动空间尺度，人体立姿、坐姿、跪姿、卧姿的活动空间见图2-11，图2-12，图2-13，图2-14常用的功能尺寸，GB/T13547-92国家标准提供的立、坐、跪、卧、爬等常取姿势的主要功能尺寸，参阅表2-8手脚作业区域测量手的测量(2)脚的测量人体的人机学参数1、 人体体部指数及有关参数计算(1)人体体部指数在一般的人体测量中，常采用两种以上的测量参数组成的一些比例系数来反映人体各部分的比例关系和形态特征，这种比例关系就被称为体部指数。第一标准指数：式中，第二标准指数：式中，体形系数：李氏体重指数：罗氏体重指数：体质指数：(1)利用人体身高尺寸计算人体各部分尺寸正常成年人人体各部分尺寸之间存在一定的比例关系，因此按正常人体结构关系，以站立平均身高为基数来推算各部分的结构尺寸比较符合实际情况。根据GB10000-1988标准的人体基础数据，可推导出我国成年人人体尺寸与身高H的比例关系。我国成年人人体尺寸比例关系利用人体体重计算人体体积和表面积A、 人体体积计算(适用于体重50〜100kg男子)式中，V-人体体积，L W-人体体重，kgB、 人体表面积计算(4)利用人体身高、体重、表面积一一计算有关人机学参数在知道人的升高H(cm)、体重(kg)、体积(L)后，可以根据体部指数原理进一步计算有关人机学参数近似值。2.5人体测量数据的应用主要人体尺寸的应用原则1、最大最小准则选用最小或最大人体参数作为具体设计目标的基础参数。比如门高设计时应以99分位身高尺寸为基础，以确保所有人通过时都不发生撞头事件；而操作力设计则应按最小操纵力准则设计，以确保所有人都能进行有效操纵。2、 可调性准则：对于健康安全关系密切或减轻作业疲劳的设计应按照可调性准则设计。3、 平均准则：就是在设计中采用50分位尺寸作为设计的基础尺寸。4、 使用最新人体尺寸准则：5、 地域性准则：设计时应当考虑实际服务的区域和民族腹部等因素。6、 功能修正与最小心理空间相结合准则(1)功能修正(2)心理修正7、 标准化准则按照国家标准设计的准则。8、 姿势与身材相关联准则合理考虑劳动姿势与身材大小因素。9、合理选用百分位和适用读准则 由于设计目标不同，选用的百分位和适用度也不同。百分位选择原则：人体尺寸在工程设计中的应用1、应用原则(1)满足度原则:是指产品设计尺寸满足特定使用者群体的百分率。(2)产品尺寸设计任务的分类尽可能产品适用于所有人。选择人体尺寸百分位数适用度是指：所设计的产品在尺寸上能够满足多少人使用，通常以适合使用的人数占使用者群体的百分比表示。 选择人体百分位数的依据是适用度。当一种规格的产品不能满足适用度的要求时，可通过设计系列产品或可调节性产品来解决。确定功能修正量和心理修正量、功能修正量是为了考虑实际工作中人的可能姿势、动态操作、着装等需要的设计裕度。心理修正量是为了消除人心理上的“空间压抑感”、“高度恐惧感”和“过于接近时的窘迫感和不舒适感”等心理感受，而进行的设计裕度。最小功能尺寸=人体尺寸的分位数+功能修正量最佳功能尺寸=人体尺寸的分位数+功能修正量+心理修正量确定人体的功能尺寸人体身高在设计中的应用：以身高为基准的设备和用具尺寸推算方法见。图2-16.第第23章人秘束知与运动特征3.1人在系统中的功能把操作者作为人机系统中的一个“环节”来研究，人与外界发生联系的主要是三个子系统，即感觉系统、神经系统、运动系统，见图3-1。工效学设计的必要性3.1.1人的感知特性概述1、 感觉：是人脑对直接作用于感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身）的客观事物个别属性的反映。感觉是获取一切知识的源泉。2、 知觉：是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体属性的反映。3、 感觉与知觉的区别与联系感觉和知觉都是人脑对当前客观事物的直接反映，二者既有区别又有联系。（1）区别感觉反映的是客观事物的个别属性，是客观事物直接真实的反映；知觉反映的客观事物的整体属性，是经过主观加工后的反映。（2）联系感觉是知觉的基础，没有感觉就没有知觉；知觉是感觉的综合和升华，感觉最终以知觉的形式体现出来，很少有孤立的感觉存在。4、 感知的产生5、 感受器（感觉器官）3.1.2感觉的基本特性1、 刺激（1）刺激三要素：刺激强度、作用时间、强度一时间变化率（2）适宜刺激：感觉器官对外界刺激最敏感的能量形式。不同的感觉器官对应着不同的适宜刺激2、 感觉阈限。感觉阈：能够被感觉器官感受的刺激强度范围。差别感觉阈限：刚刚能够引起差别感觉的最小刺激差别。且与最初刺激强度之比为常数:K=AI/IO刺激强度超过感觉阈值上限，感觉器官将受到损伤3、 适应在刺激不变的情况下，感觉会逐渐减小以致消失的现象被称之为适应。适应对机器的操纵和安全有着重要影响。4、 相互作用：各种感觉器官对其适宜刺激的感受能力都将受到其他刺激的干扰影响而降低，由此使感受性发生变化的现象被称为感觉的相互作用。：同时输入两个相等强度的听觉信息，对其中一个信息的辨别能力将降低50%;不同感觉器官的影响是不同的，听觉信息对视觉信息的干扰比较大。相互作用对交通信息设计的效果有着重要作用。5、 对比：同一感觉器官接受两种完全不同但属同一类的刺激物的作用，而使感受性发生变化的现象被称为对比。例如，同样是灰色，在白色背景上看起来显得颜色深一些，而在黑色背景上则显得颜色浅一些；左手放入热水，右手放入冰水，然后双手同时放入温水中，左手感觉凉，而右手感觉热。6、 余觉：刺激消失以后，感觉仍然可以存在较短短的时间，这种现象叫余觉。3.1.3知觉的基本特征1、 整体性。知觉将许多部分或多种属性组成的对象看作具有一定结构的统一体，这一特性称为知觉的整体性。影响知觉整体性的因素：接近/相似/封闭/连续/美的形态。2、 选择性在知觉时，把某些对象从背景中优先的区分出来，并予以清晰反映的特性。（1）对象和背景的差别：对象和差别越大，对象越容易从背景中区分出来；（2）对象的运动：在固定不变的背景上，活动刺激更容易成为知觉对象；（3）主观因素：当任务、目的、知识、经验、兴趣、情绪等因素不同时，选择知觉的对象也不同。3、 理解性：在知觉时，用以往所获得的知识经验来理解当前的知觉对象的特征（语言的指导性）。语言指导对知觉的理解有重要影响作用。4、 恒常性：知觉的条件在一定范围内发生变化，而知觉的印象却保持相对不变的特性。知觉恒常性是经验作用的结果。（1）大小恒常性（2）形状恒常性（3）明度恒常性（4）颜色恒常性5、 错觉对外界事物不正确的知觉，是对知觉恒常性的颠倒。错觉产生的原因：一、眼动理论。这种理论认为，我们在知觉几何图形时，眼睛总在沿着图形的轮廓或线条作有规律的扫描运动。当人们扫视图形的某些特定部分时，由于周围轮廓的影响，改变了眼动的方向和范围，造成取样的误差，因而产生各种知觉的错误。二、神经抑制作用理论。20世纪60年代中期，有人根据轮廓形成的神经生理学知识，提出了神经抑制作用理论。这是从神经生理学水平解释错觉的一种尝试。这种理论认为，当两个轮廓彼此接近时，网膜内的侧抑制过程改变了由轮廓所刺激的细胞的活动，因而使神经兴奋分布的中心发生变化。结果，人们看到的轮廓发生了相对的位移，引起几何形状和方向的各种错觉，如波根多夫错觉等。三、深度加工和常性误用理论这种理论认为，错觉具有认知方面的根源。人们在知觉三维空间物体的大小时，总把距离估计在内，这是保持物体大小恒常性的重要条件。当人们把知觉三维世界的这一特点，自觉、不自觉地应用于平面物体时，就会引起错觉现象。从这个意义上说，错觉是知觉恒常性的一种例外，是人们误用了知觉恒常性的结果。3.1.4人的感知与反应机能反射弧：反射是神经系统调节肌体活动的一种基本形成。反射活动的全部结构组成反射弧；反射弧具有五个基本环节。信息链：人机系统的信息在人的神经系统中的循环过程形成信息链，见图3-2（b）。3.1.3感觉通道与信息的协调：人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通道、听觉通道和触觉通道。其适用场合参阅表3-1。3.2视觉机能及其特征3.2.1视觉系统人从外界获取的信息中，有80%的信息是通过视觉获取的，故眼睛在感觉器官中占有重要位置。视觉是由光线作用于视觉器官而产生的对外部世界表面形象的直接反映。它是通过眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成的，见图3-4。眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为21~25mm的球体，其基本构造与照相机类似。来自物体的光线通过角膜、玻璃体、瞳孔、晶体，聚焦在视网膜的中央窝。视网膜锥体细胞及杆体细胞接受光刺激，转换为神经冲动，经由视神经传导至各视觉中枢。视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞，它们是接受信息的主要细胞。3.2.2视觉的光谱特性：视觉的适宜刺激是光。而光是放射的电磁波，人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分，其波长为380~780nm，见图3-3。3.2.3视觉机能：人能够产生视觉是由三个要素决定的，即视觉对象、可见光和视觉器官。 要引起人的视觉，除了必须满足必要的波长条件外，可见光还必须具有一定的强度。视觉的空间特性（1） 视角视觉的基本功能是辨别外界物体，故视觉能力又分为察觉和分辨，察觉是看出对象的存在，分辨是区分对象的细节。视角：确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。a=2arctg（D/2L）a一视角；D一被看物体上两端点的直线距离；L一眼睛到被看物体的距离；视敏度是能够辨出视野中空间距离非常小的两个物体的能力，在医学上又叫视力。视力：眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，以临界视角的倒数来表示。 视力=1/能够分辨的最小物体的视角。检查视力就是策略视觉的分辨能力。影响视敏度的因素：①照明强度。照明强度增强，人眼对物体的最小视角减小；照明强度减弱，人眼对物体的最小视角增加。②亮度比。亮度比增加，视敏度增加，但亮度过大、亮度比过高会产生眩目，而眩目又会对视敏度产生不良影响③曝光时间。人眼的感受性随光刺激时间的增长而提高。④运动。随着运动速度的增加，视敏度在下降，当运动速度超过60度/秒时，动态视敏度迅速下降。动视力大大小于静视力。⑤主体因素。不同的视觉器官具有着不同的视敏度，同一视觉器官在不同的历史时期视敏度也有不同长度的变化。（2） 视野与视距。视野：指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围，常以角度来表示。分水平视野（单视野/双视野）和垂直视野，见图3-6。视距：指人在操作系统过程中正常的观察距离，视距过远或过近都会影响认读的速度和准确性，一般操作的视距范围为38〜76cm，在58cm处最为适宜。色觉与色觉视野。 视网膜除了能辨别光的明暗外，还有很强的辨色能力，在可见光中，只要光波波长相差超过3nm，人眼即可分辨。缺乏辨别某种颜色的能力被成为色盲，若辨别某种颜色能力较弱被称为色弱。视觉的时间特性。视觉器官的感受性对光刺激变化的相顺应性称为适应，人眼对光的适应可分为明适应和暗适应。暗适应：是指人从光亮处进入暗处时视觉感受性随时间延长而提高的现象。暗适应过程快慢受到曝光强度、曝光性质、年龄、营养的状况等因素的影响。缺乏维生素A时会引起暗适应机制紊乱。中央视觉和周围视觉。中央视觉一视维细胞（感色能力强、能清晰分辨物体）。。周围视觉一视杆细胞（观察空间范围和正在运动的物体）。对视野各方面都缩小到10°以内者被称为工业盲，不适宜从事要求具有较大视野范围的工作。双眼视觉和立体视觉：双眼视物时，具有分辨物体深浅、远近等相对位置的能力，形成立体视觉。立体视觉产生的原因是由于同一物体在不同视网膜上所成的像并不完全相同所致。的效果并不完全靠双眼视觉，物体表面的光线反射情况和阴影都会加强立体视觉效果，另外，生活经验也对立体视觉有一定效果，人们总绝对近物色泽鲜明，远物色调暗淡，利用这些现象，人们常常通过平面图形塑造具有立体感的图案，有时可达以假乱真效果。视觉特征：1.疲劳程度：水平优于垂直。2.视线变化习惯：左一右，上一下，顺时针。3.准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。观察情况的优先性：左上一右上一左下一右下。视区内的仪表布置必须考虑这一点。5.设计依据：以双眼视野为设计依据。6.接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。7.颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白；颜色相配时的易辨认顺序:黄底黑字、黑底白字、蓝底 白字、白底黑字。据上述特征，适用视觉的原则参阅表3-2。3.3听觉机能及其特征3.3.1听觉刺激。听觉是仅次于视觉的重要感觉，其适宜刺激为声音，声音的声源是振动的物体，振动在弹性介质中一波的形式进行传播，所产生的弹性波为声波。3.3.2听觉系统人耳由外耳、中耳和内耳组成，其中起主要作用的部位：内耳耳蜗。起辅助作用的部位：外耳、中耳、内耳的其它部分，见图3-9。3.3.3听觉的物理特性频率响应(感受性)人的听感范围：20~20000HZ。人耳能听闻的频率比为fmin/fmax=1：1000；频率感受的上限随着年龄的增长而逐年连续下降，见图3-10；听觉的频率响应特性对听觉传示装置的设计是很重要的。动态范围(声音的强度)人耳可听声音的大小既可以用声压来表示，也可用声强来表示，听觉声强的动态范围=正好可忍受的声强/正好能听见的声强。听阈：在最佳的听闻频率范围内，一个听力正常的人刚刚能听到给定各频率的正弦式纯音的最低声强Imino(2)痛阈：对于感受给定各频率的正弦式纯音，开始产生疼痛感的极限声强Imaxo(1)与(2)都与频率有关系，是在某一频率下的听阈值或痛阈值。听觉范围：由听阈和痛阈两曲线所包围的听觉区，方向敏感度(双耳效应)(1)时差：At=声源到两耳的时间差。人耳可觉察到的声信号入射的最小偏角为3°。(2)人耳对不同频率、不同方向的声音的感受能力不同，见图3-12。由于头部的掩蔽效应，造成声音频谱的改变。掩蔽效应掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。掩蔽效应：一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应。3.4其他感觉机能及其特征3.4.1肤觉。肤觉是仅仅次于听觉的一种感觉，可感受多种外界刺激，形成各种感觉。皮肤觉又分为：触觉。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。通过触觉人可以辨别物体的大小、形状、硬度、光滑度及表面机理等机械性质。对皮肤施以适当的刺激，将引起皮肤表面下的组织产生位移(小到0.001mm)，激发触的感觉。触觉感受器在体表的各处有所不同，舌尖、唇部和指尖等处较为敏感，背部、腿和手背等处较差。2.温度觉。温度觉分为热觉和冷觉两种，这两种温度觉是有两种不同范围的温度感受器引起的，冷觉与热觉以30°C为界，热觉以47°C时为最高。温度感受器分布于皮肤的不同部位，形成所谓的冷点和热点；温度觉的强度取决于温度刺激的强度和被刺激部位的大小。3.痛觉。痛觉是剧烈的刺激引起的，这种刺激可以是温度刺激、机械刺激或药物刺激等各种物理、化学刺激。由于痛觉可以导致机体产生保护性的反应，故它有很大的生物学意义。3.4.2本体感觉。本体感觉系统包括耳前庭系统和运动觉系统，可感受身体和四肢所在位置的信息。在身体组织中，有三类运动觉感受器，第一类为肌肉内的纺锤体；第二类为腱中各个不同位置的感受器；第三类为深部组织中的层板小体。人们对运动觉系统的研究往往不被重视，实际上在操作训练中有着非常重要的地位，许多复杂技巧动作的熟练程度，都有赖于有效的反馈作用。3.5神经系统机能及其特征3.5.1神经系统神经系统是人体主要的机能调节系统，人机系统中人的操作活动就是通过神经系统的调节作用，使人体与外界环境相协调。神经系统范围中枢神经系统和周围神经系统两部分。1.中枢神经系统，包括脑和脊髓。大脑皮质控制着脊髓和脑的其余部分，是调节人体活动的最高中枢。2.周围神经系统，中枢神经以外全部神经的总称，周围神经系统的功能是在感受器与中枢之间及中枢与效应器之间传递信息(神经冲动)3.5.2大脑皮质功能定位。大脑皮质是神经系统的最高中枢。大脑皮质的不同功能往往相对集中在某些特定部位，具体有：1.躯体感觉区，见图3-16(a)对侧半身感觉和本体感觉，神经冲动传到此区域，将产生相应的感觉。2.躯体运动区，见图3-16(b)通过躯体运动区控制全身的运动。3.其他功能区视区、听区、嗅区及语言代表区。3.6人体信息处理系统3.6.1人的信号处理系统模型。人在人机系统中特定操作活动中的作用，可类比为一种信息传递和处理过程，见图3-17o3.6.2信息计量：在心理学研究中，引入了信息论的方法，使得可以对各种不同条件下的结果在一个统一的标准(加工信息量和通道容量)上进行比较。1、 信息熵的概念。熵(Entropy)原是热力学的一个概念，用来表示系统的紊乱程度，是不确定性的度量。自然界存在一个普遍规律：能量密度的差异倾向于变成均等。熵随时间增大而增大一一热力学第二定律。随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态，其熵单调增大，当系统达到平衡时，熵将达到最大。熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度。从微观上来说，熵是组成系统的大量微观粒子无序度的量度，系统越无序，越混乱，熵就越大。1948年，香农提出了信息熵的概念，解决了对信息的量化度量问题。一个系统越有序，信息熵就越低，一个系统越混乱，信息熵就越高。换句话说，变量的不确定性越大，熵也就越大，把它搞清楚所需的信息量也就越大，由此可知，信息量可以由信息熵来度量。2、 信息量的计算。信息：对数据加工后所得的结果。为了计算信息量，香农提出了度量信息熵的公示：式中，1(A)度量事件A发生所提供的信息量，称之为事件A的自信息；P(A)为事件A发生的概率。如果一个随机试验有N个可能的结果或一个随机消息有N个可能的值，且它们出现的概率分别为P1、P2、P3、……、PN，则这些事件的自消息平均值为： 信息量的计量单位为比特(bit)，它表示二进制的一位，即当某件事情出现的概率为1/2时，则不出现的概率也为1/2,那么由香农公式可知，该事件包含的信息量为：H=-Plog2P-(1-P)log2(1-P)=-0.5Xlog2(1/2)-0.5Xlog2(1/2)=-0.5X(-0.5)-0.5X(-0.5) =1也就是说，当一个单一事件发生的概率为1/2时，其包含的信息量正好为一个比特(bit)。若信号源S中有n个相互独立的不同信号，某个信号j出现的概率为Pj,且Pj之和为1，j信号应出现nPj次，则所有信号的平均信息量为：H=(-nP1log2P1-nP2log2P2-•••-nPnlog2Pn)/n=-EPjlog2Pj(j=1"・n)显然，当Pj=1/n时,H达到最大。Hmax=E(1/n)*log2n=log2n在实际应用中，各事件发生的概率是不可知的，所以只能通过N次试验，获得某种结果出现的统计频次。因此，事件出现得概率越小，信息量愈大。即信息量的多少是与事件发生频繁(即概率大小)成反比。例题：若估计在一次国际象棋比赛中谢军获得冠军的可能性为0.1(记为事件A)，而在另一次国际象棋比赛中她得到冠军的可能性为0.9(记为事件B)o试分别计算当你得知她获得冠军时，从这两个事件中获得的信息量各为多少？ H(A)=-log2P(0.1)^3.32(比特)H(B)=-log2P(0.9)R0.152(比特)［推论1］当且仅当某个P(Xi)=1，其余的都等于0时，H(X)=0。［推论2］当且仅当某个P(Xi)=1/n，i=1，2， ，n时，H(X)有极大值logn。信息处理过程1、 信息加工处理特征。人从感觉器官接受的信息，传导到大脑皮层，在大脑皮质处受着心理和生理活动状况的影响，进行加工、调整和决策。信息的处理能力是有一定限度的.影响人处理信息能力的因素有许多:(1)人的神经活动规律(2)动机与积极性(3)学习和训练⑷疲劳(5)个体差异(6)人的信息传递率不可能超过7.5bit/s(7)意识水平2、 人的反应能力人的反应时间与感觉刺激物的刺激量有关。1)信息传输速度C=H/T其中：C一信息传输速率；H-传输的信息量；T—传输的时间。人的反应速度是反映人的感觉通道信息传输能力的客观数量，一般而言，人的反应速度不会超过10bit/s，当超过这一极限后，信息就不能完全地被接受，此时要么不对信息进行继续处理，要么进行错误的处理。人体不存在一个固定不变的信息传输速率，它随刺激物的不同性质、维数和不同工作类型而变化。2)采样采样间隔取决于刺激的频率。若刺激的变化频率为F，则T=1/2F，由此可见，采样频率降低，则采样周期延长。当刺激物以速度或加速度形式出现时，采样时间间隔的计算公式为：T=(K+1)/2F。3)编码编码方式的优劣与工作性质有关；辨认工作—数码、字母、斜线---较好。搜索定位一颜色、数码、形状-较好。计数工作一数码、颜色、形状---较好。比较或验证一各方法几乎没有区别---较好。利用感觉系统的信息处理原理，可以设计出高质量的人机系统。3.6.4中枢信息处理记忆是各种信息处理活动的基础，一般分为三种形式：感觉信息储存：由感觉器官传入大脑的信息必须在大脑组织中储存一段时间，还需要大脑进行甄别，这种感觉信息储存过程衰减很快，而且存储量也有一定限度，延长显示时间也不能提高它的效率。2.短时记忆：短时记忆时间比感觉信息储存时间稍长，不超过几十秒，而且储存的数量也有一定限度。许多职业都需要有良好的短时记忆。3.长时记忆。凡比短时记忆时间长的记忆过程都属于长时记忆。长时记忆是人脑学习功能的基础。长时记忆的储存数量是无限的。3.7人体生物力学。生物力学是研究税务系统运动规律的科学。生物系统运动的表现形式有两种：第一，整个生物系统对于其周围的介质、支撑物或其它物体发生位移，如行走、弹跳。第二，生物系统本身发生形变，即其中一部分相对于另一部分发生位移，如伸手、弯腰。人体生物力学的主要研究内容为：人体各部分的力量、活动范围和速度。3.7.1人体生物力学的一般知识。人体完成各种活动动作的运动器官系统，由肌肉、关节、骨骼等组成，骨一运动的杠杆；关节一运动的枢纽；肌肉一运动的动力。三者在神经系统的支配和协调下完成各种动作。一、骨骼的功能1、 人体骨骼的强度1）在一定范围内，骨的应力一应变关系是线性的；2）新鲜骨的强度虽然比干骨低50%，但有较好的弹性；3）骨骼的抗压强度高于其抗拉强度50%左右；4）不同结构形式的骨骼，抗拉强度差别较大，而抗压强度相差不大。人体各部位骨骼具有强度高，重量轻、抗压强度最大、抗弯强度次之，抗扭强度最小的特点。2、 人体骨的功能。人体大约有206块骨，形成人体的支架。1）骨构成体腔的壁，以承载和保护内脏器官；2）骨之间由关节连接构成骨骼，形成人体支架；3）骨骼的骨髓腔和松质的腔隙中填充这骨髓，骨髓除具备造血功能外还具有储存脂肪、钙、磷的功能；4）肌肉在神经系统支配下产生收缩时，牵动着骨围绕关节活动，使人体产生各种动作。3、 骨杠杆。在骨杠杆中，关节是支点，肌肉是力量源泉，肌肉与骨的附着点称为力点，而作用于骨上的阻力的作用点称为重点，根据三点不同的位置分布，分为：1）平衡杠杆2）省力杠杆3）速度杠杆：用力大，但运动速度快。由等功原理，即杠杆省力不省功原理，得之于力则失之于速度，反之亦然。因此，最大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的。二、关节的活动范围1、 关节的联结全身的骨与骨之间借助一定的结构相联结，称为骨连接，骨连接范围直接联结和间接联结，我们所说的关节为间接联结，有较大的活动性。2、 关节的作用1）关节的损伤---由于关节既受到肌肉和韧带的稳定作用，也受到其限制作用，故当超出其限制范围是就会受到损伤。2）关节的舒适---当人体处在最大活动范围以内活动时，相应关节也处于舒适范围之内，其可靠性和安全性都会得到提高。三、 人体肌肉力学特性人体活动的能量决定于肌肉，肌肉的基本机能就是将摄入的化学能转变成机械能或热能再转变成机械功或力。1、 肌肉的分类人体的肌肉依其构造、功能、分布等可分为平滑肌、心肌和横纹肌（跨关节附着）三种。由于人体运动主要与横纹肌有关，故工效学里讨论的肌肉仅限于横纹肌，简称肌肉。人体横纹肌共有400块，其总重约占人体体重的40%，每一块肌肉都是一个器官。2、 肌肉的基本特征肌肉运动的基本特征是收缩与放松。故肌肉具有展长性和弹性、兴奋性、收缩性的特征。肌肉收缩是人体产生力的根源。肌肉收缩时其长度缩短，横面积增大，放松时正好相反。肌肉的收缩和放松都是由神经系统支配而产生的：3、 肌肉的收缩方式。肌肉收缩有两种方式：等长收缩、等张收缩。等长收缩：肌肉收缩产生的张力变化，而肌肉的长度不变，此时产生的力是静态力，不做外功。等张收缩：肌肉的张力不变，而肌肉的长度变化，此时产生的力是动态的，肌肉做外功。4、 肌肉放松的作用。节省体内物质和能量的消耗；保证动作的准确、协调和有力的完成；有利于减轻疲劳，减少误操作。四、 人体运动的特征。人体是一个有机的物质系统，身体各部分的运动都是转动，转动状态的改变主要取决于力矩，而非取决于力。对于人体生物系统而言，肌肉的张力对相应关节的轴形成力矩。五、人体活动范围人体的肢体、躯干、头、颈、上肢、下肢等运动器官都有各自的活动范围。人体的活动范围可分为：最有利范围、正常范围和最大可及范围三种。1、 最有利范围：最有利范围是指可使人在既能达到动作目的，又保证了人的工作轻松、舒适、不疲劳的最佳效果的人体活动范围，也就是顺手科技的活动范围。因此，要求施加的操纵力不大、使用频率很高、极其重要的操作装置应安装在此范围内。2、 正常活动范围：正常活动范围是指人体一般活动均在此活动范围内进行，如上肢相对于不动的肩膀在肘关节弯曲时外切弧的范围。该范围是理想的作业区域，因此一般常用又重要的操作装置应安装在此范围内。3、 最大可及范围：最大可及范围是指肢体长时间处于最大限度伸直状态的活动范围。由于在此范围内作业时，肌肉内力消耗大，容易产生疲劳，所以在设计时尽可能不使人在这一范围内作业，故只有不常用且费力很大的操作装置可安装在此范围内。人体各部分的操纵力：操纵力是指操作者在操作时为达到操作目的所付出的一定数量的力。肌肉收缩所产生的肌力大小取决于以下几个生理因素：单个肌纤维的收缩力；肌肉中肌纤维的数量与体积；肌肉收缩前的长度；中枢神经系统的机能状态；肌肉对骨骼发生作用的机械条件。操作中肢体力量的发挥除取决于人体生理特征外，还与施力姿势、施力部位、施力方式、施力方向密切相关。一、 手的操纵力1、坐姿操纵力根据检测研究可知，人的左手弱于右手；拉力大于推力；向下力略大于向上力；向内力大于向外力；手臂处于侧面下方时，推拉力都比较弱，但向上和向下的力较大。2、立姿操纵力立姿时，最大拉力和推力产生在肩的下方180°方向上，手臂的最大推力则产生在肩的上方0。方向上。故推拉形式的控制装置，安装在这两个部位时操纵力最大。3、握力一般而言，人的右手握力大于左手握力，且随时间的增加而降低。正常男子的右手握力大约550N，左手握力421N，1分钟后握力将降低一半左右。4、拉力与推力若手作前后运动时，拉力要比推力大；当手作左右方向运动时，则推力大于拉力。5、扭力和提力与拉力和推力相比，扭力和提力要小，而且与操作姿势有关。总结：人的瞬间操纵力可达到很大的值，有时可达1000N左右，但如果长时间操纵力超过127〜150N时，极易产生疲劳，不利于安全生产。二、 脚的操纵力用脚来操纵机器的例子很多，比如汽车的离合、油门、制动踏板都是通过脚来控制的。脚产生力的大小与下肢的位置、姿势和方向有关。下肢伸直时所产生的力大于下肢弯曲时所产生的力；坐姿有靠背支持时，脚可产生最大的力（可达2500N左右）；立姿时脚的用力比坐姿用力大。人体活动的速度和准确度一、 肢体的动作速度。肢体的动作速度的大小，基本上取决于肢体肌肉收缩的速度。而肌肉的收缩速度一方面取决于肌肉的类型（慢肌纤维、快肌纤维），另一方面还取决于肌肉收缩时所产生的发挥力和阻力的大小。对于操作速度，还取决于动作方向和动作轨迹等特征以及不同的动作特点。人体从事快而准确的直线运动，其运动的平均水平速度和最大速度随移动距离的增加而增加，动作准确度的误差率，以短距离时最大，随距离的增加动作准确度的误差率减少。动作的速度取决于工作方向和动作的轨迹特征。一直向前的操作动作速度要比旋转速度大1.5〜2.0倍左右。水平操作动作速度大于垂直操作动作速度，顺时针操作动作速度大于逆时针操作动作速度二、 人体动作的频率。动作频率是指在一定时间内动作所重复的次数。肢体的动作频率也取决于动作部位和动作方式。在设计操作系统时，对操作速度和频率的要求不得超出肢体动作速度和频率的能力限制。三、 人体动作的灵活性。在操纵时产生突然或平稳的改变方向时，圆形轨迹比直线轨迹灵活；手向着身体动作比离开身体的动作灵活而准确；向前后往复动作比向左右往复动作的速度大。人体较短部位的动作比较长部位的动作灵活；人体较轻部位的动作比较重部位的动作灵活；人体体积较小部位的动作比较大部位的动作灵活。根据以上分析，人机系统设计应当遵循以下规律：3.7.4影响人体作用力的因素1、体重3.7.2主要关节的活动范围。关节的活动范围有一定的限度，人体处于舒适时，关节必然处在一定的舒适调节范围内，参阅表3-4。肌体的出力范围。肌体所能发挥的力量大小取决于：1）人体肌肉的生理特征2）施力的姿势、部位、方式和方向，分别见图3-21，图3-22和图3-23,相应的出力数值参阅表3-5,表3-6。3.7.4肢体的动作速度与频率。动作速度取决于肢体肌肉收缩的速度，而操作动作速度还取决于动作方向和动作轨迹等特征。动作频率取决于动作部位和动作方法，参阅表3-7。3.8人的运动输出3.8.1反应时间反应时间（RT）又称为反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间距。它由反应知觉时间（tz）和动作时间（td）组成。即RT=tz+td。影响反应时间的主要因素如下： 1.不同的感觉器官反应时间不同，以触觉与听觉最优，视觉次之，参阅表3-8。2.反应时间与刺激信号的强度有关，参阅表3-9。3.刺激的环境影响反应时间。信号与背景的亮度、颜色、信噪比及频率的对比程度越强越好。此外，刺激信号的数目、显示器及操纵器的设计也影响反应时间，参阅表3-10，表3-11。4.人的主体因素也影响反应时间，如习俗、个体差异、疲劳等个人生理、心理状况。3.8.2运动速度（用完成动作的时间来表示）1.动作特点2.目标距离3.运动方向，见图3-24，图3-254.动作轨迹特征3.8.3运动准确性运动速度与准确性：速度越慢，准确性越高，2.盲目定位的准确性：正前方盲目定位准确性最高，3.运动方向与准确性，见图3-284.操作方式与准确性，见图3-29第第34章人M束为及其影响因素人的行为的一般模式4.1.1行为的概念与特征1、行为的概念。从基本的哲学逻辑概念来说，人的行为泛指人外观的活动、动作、运动、反应或行动，也就是人类日常生活及工作所表现的一切动作。行为的实质是人对环境（自然环境、社会环境）外在的可观察到的反应，是人类内在心理活动的反应，行为是人和环境相互作用的结果，并随人和环境的改变而改变。不同的人由于研究的侧重点不同，对行为也有着不同的理解，目前主要有行为主义理论、场的动力学理论和行为科学的观点。（1）行为主义的理论。行为主义心理学派的代表人物华生（Watson,J.B）认为，行为是对刺激的反应，即S—R。新行为主义的代表托尔曼（Tolman,E.C）对此做了修改，他认为：B=f（S,A）所以，行为是情景和其他先行原因的函数。（2）场的动力学理论。德国心理学家勒温（K.Lewin）把行为定义为个体与环境交互作用的结果，引入了“个体”的变量，提出了人的行为的基本原理表达式：B=f（P.E）式中，B—人的行为；P一个人的内心在心理因素；E一环境的影响（自然，社会）。从心理学的角度来说，人的行为起源于脑神经的交合作用，综合形成意识，意识表现于动作时，便形成行为，而意识本身则成为一种内在行为。（3）行为科学的观点。以上两种理论都有侧重点，不过都是心理学家对行为的描述，有它的局限性。美国著名行为科学家麦格雷戈（McGregor,D.J）的理论看来更加全面，他认为人的行为操作受两个方面因素的影响，即个人特性和环境特性，即：P=（Ia,Ib,Ic,Id…;Em,En,Eo,Ep…）式中，P一行为操作；I一个人特性；E一环境特性。1、行为的种类（1）按行为主体的划分个体行为、团体行为（2）按人类活动的不同领域划分管理行为、政治行为、社会行为、文化行为、战争行为。行为的特点1、人的行为的目的性。人的行为是需要、动机、目的及意识共同作用的结果。2、人的行为的可塑性。人的行为具有极大的可塑性，在学习及环境刺激的作用下，会形成各种行为习惯。3、行为的模式化。个体在成长过程中，通过对行为的重复及内部或外部的强化，就可以使某种行为方式固定下来，成为模式化的行为，这就是我们说的习惯。习惯是个体在与环境相互作用的过程中慢慢积累起来，不过一旦形成将难以改变。行为模式化有两种方法： 第一，使个体总处于对其行为模式处于舆论之中，集中大量的信息对其时刻影响。第二，对人的行为开展一系列有针对性的系统化训练。4、行为的社会化。人的行为大部分都是后天习得的。个体行为的社会化是其作为成人并成为其群体中合格一员的前提。人的需要对行为的影响人的需要概述1、需要的含义。需要是有机体对客观事物需求的一种反映，是个体缺乏某种东西时的一种心理状况。人的需要都包含两种：一种是定性的、方向性的成分，反映了需要对特定目标的指向性，这是人的需要获得满足的外在事物或条件。另一种，是定量的、活力性的成分，代表了指向该目标的意愿的强烈程度。需要虽然是客观存在的某种要求的反映，但并非完全消极被动，而是人与客观环境间积极相互作用和交往过程的产物。2、 需要的分类（1）按需要产生的根源分。初生性需要一是天然的、生物的、原始性的需要；次生性需要一是那些社会性的、后天学来的需要；一般性需要一这类需要不是后天学习的，但其基础却是非生物性；（2）按需要获得满足的来源分。外在性需要一是当事者自身所无法控制而由外界环境来支配的。内在性需要一内在性需要的激励源泉来自个体所从事的工作本身。3、 需要的特点（1）具有指向性。人的需要总是具有自己特定的对象；（2）具有周期性。人的需要会多次出现，具有一定的周期性；（3）具有递进性。当人的需要得到满足后，又产生另一种需要，具有递进性；（4）具有社会历史制约性。并不是所有的需要都能得到满足，它会受到社会、历史等制约的；4.2.2关于需要的理论1、 阿德弗的需要理论。人的需要分为三类，即存在、关系和成长的需要，这一理论被称为ERG理论：3.成长的需要2.相互关系和谐的需要1.生存的需要。首先是存在的需要，这关系到机体存在和生存；其次是关系需要，这是人际关系的需要；再次是成长需要，这是个人自我发展和自我完善的需要。2、 麦克来兰的成就需要理论。麦克来兰把人的需要分为：权力需要一具有较高权力需要的人对影响和控制人表现出很大的兴趣；合群需要一人们总是从友爱。情谊的社交中得到欢乐和满足；成就需要一具有高度成就需求的人，对工作的成功具有强烈的要求；人的需要与人的积极性的关系。在推动人们积极从事各种活动的动力系统中，需要始终是一切动力因素的基础，它在动力系统中具有决定性的意义。。人的需要是调动人的积极性的基础，是人的能动性的源泉，是人类积极行动、改造世界、发展社会的永无止境的驱动力。人的动机对行为的影响人的动机概述1、 动机的含义。动机是指产生和维持个体活动，并使活动指向某一目标的内部驱动力。。动机这一概念包含以下内容：（1）动机是一种内部刺激，是个人行为的直接原因；⑵动机为个人的行为提出目标；（3）动机为个人行为提供力量以达到体内平衡；（4）动机使个人明确其行为的意义。动机与需要是密切联系的，都是人体缺乏某种东西的反映；但是需要不一定和特定目标相联系，而动机则和特定目标相俩联系。动机是在需要的基础上产生的。当人感到缺乏某种东西的时候，会引起机体内部的紧张状态。此时需要就以意向、愿望的形式指向于某种对象，并激发其人们的行为活动，需要便转换成了人们的行为活动的动机。如果说需要是人的活动的基本动力的源泉，那么，动机就是推动这种活动的直接的力量。动机一般具有以下三个特征：一是强度和力量方面的特征，在人的动机系统中，往往有最强烈的动机，对人活动起主导作用，这种动机称为优势动机；二是人的动机的清晰度不同，是指个人对可见到的或可预见到的某一特定目标意识程度；三是人的动机指向目标的远近不同；2、 动机的功能。动机对行为活动具有引发、指引和激励的功能。（一）引发功能（始发功能）动机对活动具有引发功能。人类的各种各样的活动总是由一定的动机所引起的，没有动机也就没有活动。动机是活动的原动力，它对活动起着始动作用。（二）指引功能（选择功能）动机像指南针一样指引着活动的方向，它使活动具有一定的方向，朝着预定的目标前进。（三）激励功能（强化功能）动机对活动具有维持和加强作用，强化活动以达到目的。不同性质和强度的动机，对活动的激励作用是不同的。影响动机的因素。个体行为是在主观需要和客观事务的共同作用下，通过内驱力和诱因的形式被激发的，这就是动机发生的最基本模式。1、价值观因素。价值观是人们用以评价事物价值标准并用其指导行为的心理倾向系统。它制约着个体发现事物对自己的意义、设计自己、确定并实现奋斗目标。不同的价值观会影响人们对事物的需要状况和程度，从而影响人们的动机。价值观一般是通过人的兴趣、信念、理想来影响其行为动机的。（1）兴趣。兴趣是人们用以评价事物好恶的内心尺度，是价值观的初级形式。个体对活动的兴趣往往会发展成为活动的内在动机，对活动有持续作用。（2）信念。信念是个体对某些知识的真实性或某些观念的正确性抱有坚定的确信感和深刻的信任感，是一种理论性的价值取向。信念是通过对个体需要的调控来影响其行为动机的。（3）理想。理想是个体对未来有可能实现的奋斗目标的向往和追求。理想以信念为基础，是信念对象的未来形象和具体内容。理想总是与奋斗目标相联系而影响人的行为动机。2、 情感因素。情感是人对客观现实态度的体验。情感对个体行为活动具有增强或减弱的动力功能。同一个人，在同一需要系统的支配下活动，在情绪高涨和情绪低落两种情况下，其活动的动力强度有着十分明显的差别。3、 认知因素（1）效价和期望评价。目标或诱因能否激起个体的行为，取决于它对个体所具有的价值及所获得的概率大小，前者称为效价（alence），后者称为期望（Expectancy）:行为动机=效价X期望。效价和期望都是个体的主观认知，而非客观实际。（2）自我效能感。自我效能感是个体对自己能否胜任该任务的主观评价和确信。自我效能感能够影响个体活动的选择性、坚持性、态度、情绪状态等，而这些因素有影响动机。（3）目标意识。目标是行为所要达到的目的，又是引起行为动机的外部条件刺激。动机使个体的行为指向一定的目标，反过来目标的设立也会通过自我激励机制对个体动机起作用。（4）归因作用。归因不仅影响个体自己行为的反思和在认识，而且还会影响个体后续的行为动力。失败归因与外部客观条件和内部自身因素，对后续行为动机有着不同的影响结果。（5）认知冲突。个体为恢复平衡产生旨在消除认知不一致的行为动力时，对行为动机有调节作用。4、 行为结果因素。个体的行为是在其动机的驱动下发生的，而行为所产生的结果，又会影响到个体后续的行为动机，主要表现为两个方面：（1）对行为动机的强化作用。强化是指个体在学习过程中增强某种反应可能性的力量。个体之所以产生某种行为动机，是因为先前的行为与刺激通过强化建立的牢固联系。（2）通过自我效能感的影响作用于行为动机。自我效能感虽是个体的主观判断，但必然会受到客观现实的制约。4.3.3动机系统的结构。人的行为是由主观需要和客观事物共同制约和决定的。一方面人的需要是极其丰富的，另一方面客观事物也是多种多样的，鼓决定个体行为，尤其是重要行为，一般不是一个动机，而是一个动机系统。1、 动机系统的静态结构。一个人的动机系统包括若干个动机，这些动机以其不同的种类、不同的强度有机结合，相互联系，形成动机系统的内部结构。所以，最终决定一个人行为的内在动力，往往是若干动机组成的动机系统的合力。2、 动机系统的动态结构。决定个体行为的内在驱动力，不仅是由若干动机组成的动机系统决定的，而且组成系统的各动机还处于相互作用、不断变化之中。动机系统的特征表现为动机冲突、动机合成和动机转化三个方面：（1）动机冲突（2）动机合成（3）动机转化。人的态度对行为的影响4.4.1态度的概述1、 态度的定义。态度是个人对感觉、思想和预向的习性。感觉是个人的情感因素；思想是个人的认识因素；预向是个人的行动偏向因素。一个人的态度对他的行为具有指导性和动力性的影响。态度是一种内在的心理结构，是一种行为倾向，对行为起准备性作用。2、 态度的结构（1）认知因素。认知因素就是带有评价意义的叙述。（2）情感因素。情感因素是指个人对于态度对象的情感体验。（3）行为因素。行为因素是个人对态度对象的反应倾向。在态度中，认知、情感和行为因素相互联系、相互影响、相互制约、相互协调，共同构成人的态度整体。3、 态度的特征。（1）态度具有社会性（2）态度具有针对性（3）态度具有稳定性（4）态度具有内隐性（5）态度具有可调性4、 态度与行为的关系。由于态度在很大程度上决定人对外界影响的选择和人的行为方向，故态度对行为具有调节作用。第一，态度通过影响人的知觉选择性和判断性而影响人的行为；第二，态度是决定人的行为方式的潜在力量。第三，态度决定着人的行为效果差异性。态度的形成。态度是人的意识的一种存在形式，它是在社会实践活动中形成的，是客观事物作用于人脑的结果。但态度并不等同于意识。第一，态度的形成与人的需要的满足紧密相关；第二，人的态度形成是多次经验的结果；第三，人的态度由浅入深、有特殊到一般逐步发展形成的。态度的转变1、 态度转变的含义。态度转变主要表现为态度的方向、态度的力量和强度、态度的中心趋势和态度的明显度四个方面。态度转变函数有两个参数，即方向和强度。2、 态度的转变过程（1）服从一只是表面上转变自己的观点和态度；（2）认同一自愿接受他人的观点、信念、态度；（3）同化一真正从内心深处接受他人的观点而彻底转变自己的态度。3、 态度转变的方法。态度转变防卫一致性转变和不一致性转变：一致性转变即改变原有态度的强度而不改变其方向；不一致性转变是以新的态度替代旧的态度。（1）通过宣传工作改变人的态度；（2）通过人际关系改变人的态度；4、态度转变的理论（1）强化理论。强化理论认为，人的态度改变就象形成一个新的习惯一样，必须有某种诱因或强化因素。（2）认知失调理论。该理论把只是、观点、观念、意见、信念的和作为认知系统，认知元素的关系可分为不相关、协调关系和不协调关系。（3）认知平衡理论。平衡理论与认知失调理论是一致的，只是在认知元素中引进了人际关系因素。4.5激励对行为的影响激励概述。激励（Motivation）的定义:中国学者赵振宇认为“所谓激励，就是系统的组织者采取有计划的措施，设置一定的外部环境，对系统成员施以正强化或负强化的信息反馈，引起内部心理和思想的变化，使之产生组织者所期望的行为反应，正确、高效、持续地达到组织预定的目标。”徐联仓认为“激励就是指有机体在追求目标时的意愿程度，是人类行为动机的激发力量疽'激励的实质：第一，激励是人类行为的动力；第二，激励为人类的行为指引方向；第三，激励使人类的行为得以维持。激励理论1、 心理学激励理论（1）旧行为主义激励理论。美国心理学家华生提出行为的基本原则就是：刺激一反应 S-R所以他们认为激励就是刺激，通过刺激诱发人的行为。（2）新行为主义激励理论。美国心理学家斯金纳提出了新行为主义理论，又称操作主义，他们认为旧行为主义的“刺激一反应”之间还应加入中间环节，即：S—O—R。。就是中间变量，它代表主观因素：意图、愿望、目的、计划等。因此，激励的手段不仅要考虑刺激变量，而且还应考虑中间变量的存在。（3）行为修正激励理论。该理论来源于操作性条件反射。 这种理论认为，当行为结果有利于高二时，行为就会重复出现；当行为结果不利于个人时，行为就会减少或不出现。2、 双因素理论。需要产生动机，动机激励人去行动，因此，需要是产生积极性的基础。双因素理论是美国心理学家雷德里克.赫茨伯格上世纪50年代提出的。赫茨伯格将影响人的工作动机因素分为两类：一类为保健因素，如工资水平、工作环境、安全等；另一类为激励因素，如成就、认可、责任、发展等。保健因素又被称为维持因素，因为这些因素没有激励人的作用，但能起到维持人的积极性和工作现状的作用，保健因素为外在因素。激励因素是影响人们工作的内在因素，其本质为注重工作本身的内容，见此借此提高工作效率，激发人们做出最好的表现。赫茨伯格认为，传统的满意和不满意观点是错误的，满意的对立面不是不满意而应是没有满意；不满意的对立面不是满意而是没有不满意。传统：满意一一不满意。满意 没有满意。不满意没有不满意。所以，保健因素与激励因素对于调动人的积极性来说，都是起作用的，只是影响程度不同。根据双因素理论，满足需要有直接和间接两种基本方法，直接满足是在工作进行时就可以得到满足，而间接满足是在工作后获得的。3、 期望理论。期望理论是行为主义学家佛隆于1964年提出的激励理论。该理论认为，人的固定需求决定了他的行为及行为方式，人们的劳动是建立在一定的期望基础上的，即：激励力量=£效价X期望值。用符号表示为：M=EVXEO效价（Valence）是指个人对他所从事的工作或所要求达到目标的估价，即被激励对象对目标的价值大小。对同一个目标，由于个体的需求不同，故他们对目标的效价也不同。期望值（Expectancy）是指个人对某个目标能够实现的概率估计。期望值在心理学上是指过去经验的总和。研究结果表明，个体追求目标的强度，不但与目标的价值量大小成正比，而且与达到目标的可能性大小成正比。4、 公平理论。公平理论是美国心理学家亚当斯于上世纪60年代提出的。该理论认为，人对需求的满足程度是一个社会比较过程，不仅受到满足的绝对值影响，还受到满足相对值的影响。公平理论是在社会比较中探讨个人所作投入与他所得到的报酬之间的平衡问题。5、 强化理论。强化理论是行为科学家斯金纳提出的，该理论试图说明一种行为与其后果之间的关系。所谓强化是指通过对一种行为的肯定或否定（奖励或惩罚），从而使行为得到重复或制止的过程。强化有正强化和负强化之分。强化理论的基本观点有：第一，个体的行为受到正强化趋向于重复发生，受到负强化趋向于减少发生；第二，欲激励个体按一定要求和方式去工作，奖励比惩罚更有效；第三，反馈是一种重要的强化形式；第四，为了使行为得到强化，奖励应尽快提供；第五，对所希望发生的行为应该明确规定和表述。4.5.4激励的有效方法1、目标管理激励法。目标管理是一种制订计划、进行控制、进行人事评价和对组织整体绩效作出评价的方法。目标管理有利于激发人们的责任感和积极性，有利于自我控制，发挥潜力。2、榜样激励法。所谓榜样激励法就是以他人的模范行为作为榜样，以影响人们的思想、感情、行为，达到激励人的作用。3、参与激励法。参与激励是指让个体参与管理，对所制定的政策、规章制度以及重大决策发表自己的意见和建议，满足个体表达思想、自尊和自我实现的心理需求，激发个体的积极性和内在潜能的一种方法。4、竞赛激励法。竞赛激励法也是一种调动积极性的有效方法。4.6挫折对人行为的影响挫折的概念1、 挫折的定义。行为科学认为，个体的动机是由需要激发的，动机一旦产生，便促使行为指向目标以满足需要。心理学认为挫折是指，当个体从事有目的活动时，在环境中遇到障碍或干扰，其需要不能得到满足时的一种消极情绪状态。不过对于行为科学家而言，挫折是当事者的一种主观感受，旁观者的觉察和推断并不一定正确。2、 挫折的分类。按程度分为一般挫折和严重挫折；按准备分为意料之中挫折和意外挫折；按时间分为已经发生挫折和未发生挫折。4.6.2引起挫折的原因1、内在因素。内在因素是个体主观上的原因，主要包括个体生理和心理两个方面：生理原因引起的挫折是指，个体本身生理素质、体力、外贸以及某些生理缺陷所带来的限制，导致目标无法实现；心理原因引起的挫折：个体需要的冲突；个体需要与集体需要的冲突；自身期望过高。2、外在因素。外在原因引起的挫折称为环境因素挫折，是指外界事物或情况阻碍个体达到目标而产生的挫折。外部环境有分为自然环境和社会环境。自然因素引起的挫折是个体无法克服的自然环境条件引起的挫折；社会因素引起的挫折是在社会生活中遇到的不幸事件引起的挫折。挫折后的反应。1、 挫折后反应的个别差别。不同的人，即使在相同的条件下，对挫折的反应强度有着明显的不同。个体对挫折反应的差别主要是由于抱负水平和容忍力的不同造成的。个体是否体验到挫折，以及体验挫折的深度，产生挫折行为的强度，与其自身的抱负水平密切相关。 个体对挫折容忍力的大小，也存在个别差异，这主要与个体的生理条件和心理特点有关。 另外，价值观也是影响个体对挫折容忍力的一个重要因素。2、 挫折后的情绪反应。个体挫折后的情绪主要有以下几种表现：（1）不安。表现为焦虑、情绪不稳等；（2）愤怒。引起内心愤怒，甚至于表现出攻击行为；（3）冷漠。将不满和愤怒的情绪暂时压抑下去。3、 挫折后的行为反应。个体在受到挫折后必然在行为上有所表示，一般包括消极的、妥协的和积极的三种形式。第一，消极的心理防卫形式，表现为：攻击行为、逆反行为、固执行为、厌世行为和退化行为；第二，妥协的心理防卫形式，表现为：合理化、推诿、装饰；第三，积极的自我防卫形式，表现为：进取、尝试和替代。4.6.4正确对待挫折1、树立科学的人生态度2、正确认识挫折对个体心理的影响3、正确对待挫折的方法（1）提高认识（2）培养挫折容忍力（3）改变情景（4）采取精神发泄法4、从挫折中吸取教训图4-4。4.7驾驶人行为模型实例。老子曰：太上，不知有之；其次，亲而誉之；其次，畏之；其次，侮之。对于道路交通安全管理而言，保证公路运营安全性最好的措施就是提高其自身的诱导能力，使驾驶人在不知不觉中以公路的实际安全条件合理控制车辆，包括航向和车速。强制控速设施对驾驶人。控速行为的影响。人的行为是由动机激发的，而动机又来源于需求，不同的需求会产生不同的动机，不同的动机又会激发不同的行为。。安全、舒适、高效是人类生活的共同追求，所以在行车过程中，对驾驶人的车速控制行为最直接、最重要的影响因素不仅与驾驶人的行车安全感有关，而且还与其乘坐舒适性及行车目的的急迫性有关行车安全感对驾驶人的控速行为影响4.7.2乘坐舒适性对驾驶人控速行为的影响。在坑洼不平的路面上行驶时，必然会产生不同程度的冲击振动，当平均统计垂直加速度等于或大于0.7g时，车辆乘员就会感觉极度的不舒服，甚至达到难以忍受的程度。随着车辆振动强度的增大，由于其行车安全感和乘坐舒适性的降低，驾驶人将会产生迫切的安全需求和舒适性需求，为了满足这两大需求，驾驶人就会产生降低车辆行驶速度的动机，在该动机的激励下，驾驶人就会自觉、主动地降低车辆的行驶速度。4.7.3驾驶人超速行为分析当驾驶人的行车安全感与道路安全条件相适应时，车辆将以最佳速度安全行驶，当驾驶人的行车安全感与道路安全条件不相适应时，车辆将不能以最佳的速度安全行驶，不是由于车速过高影响了车辆的行驶安全性，就是由于车速过低影响了运输效率。4.7.4公路强制控速诱导系统车辆行驶速度又直接