第七章第二节控制室的安全人机工程=安全人机工程学=湖南工学院

第二节控制室的安全人机工程主要内容：控制室布局、工作站的设计、作业环境设计；

教学目的：综合前面所学知识点解决实际问题。知识点一：研究内容人与机交互人机合理匹配人与机的相互影响从安全角度研究人机关系信息输入人：研究人的感知特性机：研究机的操纵装置信息处理信息输出人：研究信息处理中人的生理、心理特性机：研究信息处理与传递的可靠性等机：研究机的显示装置人：研究输出时生理心理、生物力学特性功能匹配：人与机的功能特性及合理分配

平面与空间尺寸、布局等，如：显示与尺寸匹配：操纵装置大小的设计、工作空间与工作岗位设计等环境匹配：研究工作场所与作业环境人：为避免机对人造成伤害进行进行安全性设计：如安全装置、防护装置、危险区域设计、安全标志与警示等机：为避免人对机的不利影响进行人员教育与培训、作业方法、应急装置的安全性设计、组织管理等知识点二：两种不同的设计思想1、以机器为本设计思想：面向机器和技术人看做机器系统的一部分着眼点：力学、电学、热力学等工程技术方面的原理人机关系上：选择、培训操作者，即人适机不足：忽略了人与机器的本质区别（信息接受、储存、加工、输出等方面的区别），如操作者行为特点、知觉、认知、动作特性等知识点二：两种不同的设计思想2、以人为本设计思想：面向人的设计，为人的需要而设计以人为中心着眼点：考虑人的生理、心理、行为特点等，建立行为模型、生理模型、人社会学模型等人机关系上：机适应于人优点：减少人的体力负担、职业病、降低人的误操作等（信息接受、储存、加工、输出等符合人的特性）知识点二：两种不同的设计思想3、两者在事故原因分析区别以机为本设计思想：查找事故原因认为是操作员不小心或违反了操作规程或注意力不集中等；以人为本设计思想：查找事故原因认为是机器设计的错误，应当通过设计避免；例如：塑料成型机内的成型模具闭合时因疲劳等因素未及时将手拿出易引发伤害事故。知识点三：影响人的可靠性因素1、内在因素生理：人体尺度、体力、视觉、听觉、运动机能、疲劳等；心理：信息传递与接受能力、注意、记忆、心理压力、心理疲劳、性格等；个体因素：经验、知识、年龄、技能等。2、外部因素人-机接口：功能分配、显示系统、控制系统、报警系统、信息系统、通信系统、工作站等的设计人-环境接口：物理环境（微气候、照明、声环境、作业空间等）人-人接口：系统的组织管理工作设计，如作业时间、班组结构、工作流程、群体协同作业、操作规程等知识点四：提高人机接口可靠性设计1、显示器设计显示信息易于感知，能见、清晰、可懂；2、控制器设计为满足人操作准确、迅速、舒适要求，合理设计控制器的结构与尺寸、操作反馈、操纵阻力等知识点四：提高人机接口可靠性设计3、显示与控制设计符合公认的惯例控制器的动作方向、指针位移、颜色等知识点四：提高人机接口可靠性设计4、显示与控制的布置空间布置：重要性、频次、优先顺序等协调性：逻辑位置、运动方向、位移量等5、编码设计视觉编码：字符、颜色、形状、位置等听觉编码：听觉刺激信号的强弱、频率等触觉编码：形状、大小、位置等知识点四：提高人机接口可靠性设计6、报警及紧急控制系统设计预警、告警、警报7、妥善处理人机界面的心理负荷超负荷或低负荷均会形成心理疲劳心理疲劳表现：注意力不集中、思维迟缓、情绪低落等第二节控制室的安全人机工程一、基本概念控制中心：在功能上相互联系的一个或多个控制室及其配套的功能室和相关设施的总和；工作站：工作空间中，为操作员实施控制与监视功能而设置的工作设备（如计算机、显示器、通信终端、控制面板、控制台、工作座椅等）的组合体；控制室：用以监视、控制和管理生产过程而设置的一个工作区域。例如中央控制室、调度室等屏，盘：用于装设显示器和操作器的直立的屏状装置。屏类装置在控制室中常常形成为一个有边界的墙，这种屏亦称壁式屏。“屏”可带修饰语，如仪表屏、控制屏等控制面板：装有控制器和显示器的版形装置控制台：用于安装工作站所需设备，并提供工作表面和存储空间的台型结构框架二、控制中心设计内容控制中心设计控制室布局工作站的布局和尺寸作业环境设计现代生产过程自动化系统是以计算机为核心的集中控制系统，作业人员的主要任务是在控制中心（各类控制室、调度室及驾驶室）对系统运行情况进行监视和控制1、控制室设计要素控制室空间、仪表板和操纵台三大部分，每一部分的主要设计内容列于表设计单元控制室仪表板操纵台设计内容a.大小b.平面设计c.高度d.照明e.色彩f.材料a.大小b.编排c.高度d.切口e.底边a.大小b.编排c.断面d.电话机台

2、工作站布置考虑因素⑴、建筑方面⑵、操作方面⑶、工作站布置⑷、共享显示屏⑸、人员流动及维修通道⑹、控制室布局的检验和核准入口/出口人员安全未来扩建任务分析群体协同作业组织因素操作联系工作站室内布置布局一致性姿势变换人体尺寸窗户控制室布局设计：运用功能联系（包括设备共享、直接视线联系和直接语言联系）把多个工作站或单个工作站安置在控制室的有效空间内，按工作站群的规模大小设计选择工作站的布局方式；3、工作站布置示例3、工作站布置示例工作站不同布置方式，考虑因素包括对共享显示屏的观察、控制室操作员之间的操作联系以及值长与操作员之间的联系3、工作站布置示例弧形布置：操作员位于内侧4、控制室布局中主要设备布置示意图5、工作站与窗户位置安排6、工作站高度设计三、视觉显示终端工作站⑴、设计视距⑵、视线入射角⑶、字体⑷、字符高度⑸、字符高宽比⑹、笔划宽度⑺、字符大小均匀度⑻、字符间距如右图所示：从入射角小于或等于40°的任何角度观察显示屏面图像清晰可辨1、视觉显示终端工作站器三、视觉显示终端工作站⑴、键盘⑵、非键盘输入装置：鼠标、跟踪球、图形输入板、输入笔、触摸屏、语音输入等；⑶、人机对话原则：适应性、有效性、可控制性、一致性、容错和防错能力等2、输入设备三、视觉显示终端工作站⑷、工作台及座椅：VDT、工作台、座椅以及整个环境作为一个整体系统考虑，如容膝空间、键盘及显示器的支承面、工作台面的宽度及深度、座椅等；椅面底盘角度靠背与坐面之间腰靠⑷、工作台及座椅：VDT、工作台、座椅以及整个环境作为一个整体系统考虑，如容膝空间、键盘及显示器的支承面、工作台面的宽度及深度、座椅等；脚部支承容膝空间最小范围键盘支承面的高度显示器支承面的高度3、视区良好视区（A）、有效视区（B）、条件视区（c）觉察视区：运行人员主动寻找和观察信号，如各种运行工况信号监视作业监视作业SN

正常视线良好视区（A）、有效视区（B）、条件视区（c）监视作业：运行人员接受需引起注意的信号，如预警、告警信号，各种需引起操作警惕的信号四、人机特性评价内容人机界面评价过程三峡地下电站首台机组控制面板思考题1．概述应用人机工程学解决某一类设计问题需要掌握哪些知识点？2．给出初步设计的布置及注意事项，并说出所述步骤涉及到哪些人的因素。ClicktoedittitlestyleYourTexthereYourTexthereYourTexthereYourTexthereYourTexthereYourTexthereTitleTextin