第七章安全人机工程的实践与运用

11三月2024第七章安全人机工程的实践与运用第一节工作空间设计

人与机器结合完成生产任务是在一定的作业空间进行的。人们在从事某项作业时，为完成该项工作，人体所必须的活动范围或空间，称为工作空间，亦称作业空间，它包括人的操作活动范围和机器设备中的显示器和控制器所及范围。作业空间设计，从大的范围来讲，是指按照作业者的操作范围、视觉范围以及作业姿势等一系列生理、心理因素对作业对象、机器、设备、工具进行合理的空间布局，给人、物等确定最佳的流通路线和占有区域，提高系统总体可靠性和经济性。从小的范围来讲，就是合理设计工作岗位，以保证作业者安全、舒适、高效工作。3/11/2024第2页一、有关概念

1、关于作业空间（1）近身作业空间。指作业者在某一固定工作岗位时，考虑身体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿下，其所能完成作业的空间范围。（2）个体作业场所。指操作者周围与作业有关的、设备因素在内的作业区域，简称作业场所。（3）总体作业空间。多个相互联系的个体作业场所布置在一起构成总体作业空间。（4）受限作业空间。进出开口有局限性，非预定作业者连续停留的作业空间就是受限作业空间。3/11/2024第3页2、关于作业姿势坐姿--坐着的作业姿势常指身躯伸直或稍向前倾10o～15o角，上腿平放，下腿一般垂直地或稍向前倾斜着地，身体处于舒适的体位。

立姿---通常指人站立时上体前屈角小于30o时所保持的姿势（前屈角大于30o为前屈姿势）。坐－立交替姿势、卧姿蹲姿3/11/2024第4页坐姿作业的特点人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。下列作业宜采用坐姿作业。持续时间较长的静态作业。此时需要支持身体的力较小，腿上消耗的能量和负荷较小，血液循环畅通，可以减少疲劳和人体能量的消耗。精密度要求高而又要求仔细的作业。因坐姿情况下，当设备振动或移动时，人体具有较大的稳定度和较好的平衡度。需要手足并用，并对一个以上踏板进行控制的作业。坐姿时，双脚容易移动，且可借助座椅支撑对脚控制器施以较大力量。3/11/2024第5页立姿作业的特点

以下作业选用立姿作业优于坐姿作业：

（1）需要经常改变体位的作业。站着频繁的起坐消耗能最少些；

（2）常用的控制器分布在较远区域、需要手足有较大运动幅度的作业。因站姿时作业者可以走动，可以看见或使用坐姿作业者够不到的部件；

（3）需要用力较大的作业。立势时手臂力量较大，易于操作大操纵杆。

此外，立姿作业时，还有作业者可变换位置，减少疲劳和厌烦；可利用平展的工作面而无需任何容膝空间等重要优点。立姿作业的缺点在于：不易进行精确而细致的工作；不易转换操作；立姿时肌肉要作出更多的功以支持体重，故易引起疲劳；下肢负担较重，长期站立易引起下肢静脉曲张等等。3/11/2024第6页坐—立姿交替作业的特点

为了克服坐姿、立姿作业的缺点，在工作岗位上经常采用坐—立姿交替作业的方式。这种作此方式的优点在于，能使作业者在工作中变换体位，从而避免由于身体长时间处于一种体位而引起的肌肉疲劳。例如，长时间的单调的坐姿作业会引起心理性疲劳，改成立姿适当走动，有助于维持工作能力，而长时间的立姿作业会产生肌肉疲劳，坐下来就可以得到消除。因此，坐—立姿交替作业能吸收各自的长处，弥补各方面的短处，应尽可能用坐—立姿交替作业方式，代替单纯的立姿作业方式。3/11/2024第7页选择人体姿势和体位应该考虑下列各点工作场地的大小、照明条件与视觉；体力负荷的大小及用力方向；工作场所各种物质（包括必需的工具、加工材料等）的安放位置；控作台或工作台的台面高度，有无合适的容膝空间；作业时起坐的频率等。3/11/2024第8页应该尽量避免的姿势①站着不动的姿势（特别对女性）；②长期或经常重复地弯腰（指脊背弯曲角超过15°）；③躯干扭曲并倾斜的姿势或半坐姿势；④经常重复地单腿支撑的姿势；⑤手臂长时间向前伸直或伸开等。3/11/2024第9页二、工作空间人体尺寸

《工作空间人体尺寸》（GB/T13547-1992）给出的3组、17项与工作空间有关的中国成年人人体尺寸的数据，在工作空间的设计时需要遵循（1）工作空间立姿人体尺寸GB/T13547-1992给出了6项（2）工作空间坐姿人体尺寸GB/T13547-1992给出了5项（3）工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸GB/T13547-1992给出了6项3/11/2024第10页三、工作空间的设计

1、工作空间设计的一般原则（1）操作高度应适合于操作者的身体尺寸及工作类型，座位、工作面（工作台）应保证适宜的身体姿势，即身体躯干自然直立，身体重量能得到适当支撑，两肘置于身体两侧，前臂呈水平状。（2）座位调节到适合于人的解剖、生理特点。（3）为身体的活动，特别是头、手臂、手、腿、脚的活动提供足够的空间。（4）操纵装置设置在肌体功能易达或可及的空间范围内，显示装置按功能重要性和使用频度依次布置在最佳或有效视区内。（5）把手和手柄适合于手功能的解剖学特性。3/11/2024第11页工作空间设计应遵守的安全人机工程学原则（1）操作高度应适合于操作者的身体尺寸及工作类型，座位、工作面（工作台）应保证适宜的身体姿势，即身体躯干自然直立，身体重量能得到适当支撑，两肘置于身体两侧，前臂呈水平状。（2）座位调节到适合于人的解剖、生理特点。（3）为身体的活动，特别是头、手臂、手、腿、脚的活动提供足够的空间。（4）操纵装置设置在肌体功能易达或可及的空间范围内，显示装置按功能重要性和使用频度依次布置在最佳或有效视区内。（5）把手和手柄适合于手功能的解剖学特性。3/11/2024第12页1、不同作业姿势下的活动空间布局设计（1）坐姿作业空间布局设计坐姿作业空间主要包括工作台、工作座椅、人体活动余隙和作业范围等的尺寸和布局等，其设计用人体参量和选用原则如表1所示。3/11/2024第13页表1坐姿作业空间设计参数（毫米）符号人体测量项目男女男女混合男子百分位数女子百分位数第5第50第95第5第50第95B坐姿身高958901958858908958809855901D坐姿眼高749695695749793847695739783F坐姿肩高557518518557598641518556594G胸厚245239245186212245170199239H坐姿肘间宽371348348371422489348404478I坐姿大腿厚151151151112130151113130151J前壁前展长323292292323351378292318345K上肢前展长612554554612664716554602653M坐姿肘高298284298228263298215251284N坐姿窝高4484054483834134483423824053/11/2024第14页1）坐姿工作面的设计坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定图7－1给出了坐姿作业时，作业性质对工作面高度的要求。图7－2给出了工作面高度与身高和作业活动性质的关系工作面宽度视作业功能要求而定。若单供肘靠之用，最小宽度为100mm，最佳宽度为200mm；仅当写字面用，最小宽度为305mm，最佳宽度为405mm；作办公桌用，最佳宽度为910mm；作试验台用，视需要而定。为保证大腿容隙，工作面板厚度一般不超过50mm。

3/11/2024第15页图7-1坐姿工作面高度3/11/2024第16页

a的台面高度为880±20毫米，作业者眼睛到被观察物体的距离为120-250毫米，能区分直径小于0.5毫米的零件。适合对视力强度、手臂活动的精度和灵巧性要求都很高的作业，如钟表组装；

b的台面高度为840±20毫米，作业者眼睛到被观察物体的距离为250-350毫米，能区分直径小于l毫米的零件，适合对视力强度要求较高的工作，如微型机械和仪表的组装，精确复制和画图等；

c的台面高度为740±20毫米，作业者眼睛到被观察物体的距离小于500毫米，能区分直径小于10毫米的零件，适合于一般的作业要求，如一般的钳工工作、坐着的办公工作等；

d的台面高度为680±20毫米，作业者眼睛到被观察物体的距离大于500毫米，适合于精度要求不高、需要较大力气才能完成的手工作业，如包装、大零件安装、打字机上打字等。3/11/2024第17页图7-2

工作台和座位高度与工作性质和人身高的关系

3/11/2024第18页2）容膝空间在设计坐姿用工作台时，必须根据脚可达到区在工作台下部布置容膝空间，以保证作业者在作业过程中，腿脚能有方便的姿势。下图1和表7-1示出了腿脚的七种姿势（两腿伸直，脚在右角上，腿在座位下弯曲，一只脚在前、一只脚在后，两腿交叉，两脚交叉，脚放在脚控制器上）和最小最佳的容膝空间尺寸。

3/11/2024第19页符号尺度部位尺寸最小最大a容膝孔宽度5101000b容膝孔高度640680c容膝孔深度460660d大腿空隙200240e容腿孔深度6601000容膝空间

容膝空间尺寸（毫米）3/11/2024第20页3）椅面高度及活动余隙

工作座椅需占用的空间，不仅包括座椅本身的几何尺寸，还包括了人体活动需要改变座椅位置等余隙要求。椅面高度应根据坐姿腘窝高和坐姿时高的第95百分位数值设计，矮身材的人可以通过脚踏板（脚垫）调整。

一般椅面高度比工作面高度低270-290毫米时，上半身操作姿势最方便。因此，椅面高度宜取420±20毫米。座椅放置的深度距离（工作台边缘至固定壁面的距离），至少应在810毫米以上，以便容易向右移动椅子，方便作业者的起立与坐下等活动。工作座椅的扶手至侧面固定臂面的距离最小为610毫米，以利作业者自由伸展胳膊等。3/11/2024第21页

4）坐姿作业范围

坐姿作业的水平面作业范围的设计如图7－4（a）所示。

3/11/2024第22页坐姿作业的垂直面作业范围的设计如图7－4（b）所示。3/11/2024第23页由水平面作业范围和垂直面作业范围构成的坐姿空间作业范围的舒适区域介于肩与肘之间，此时，手臂的活动路线最短最舒适，能迅速而准确地进行操作。见图7－5A

例如，当坐姿作业是小件组装，要把8个部件装配起来，则作业者面前至少需有250×250平方毫米的操作面积。供料箱应分布在作业者前方大于250毫米处（即装配区的周围）和工作场所中心左方或右方410毫米之内，并且不得高于工作面500毫米（最好在工作面上方250毫米处，以减轻肩部肌肉疲劳）。经常取用的物件应置于操作面之前150～300毫米之内，使作业者无需向前弯曲身体就能拿到。大而重的物件需靠近场地前面，允许作业者有时（每小时几次）到场外取物。3/11/2024第24页图7－5坐姿与立姿空间作业范围

3/11/2024第25页（2）立姿作业空间布局设计立姿作业空间主要包括工作台、作业范围和工作活动余隙等的尺寸和布局。其设计用人体参量和选用原则如下表所示。

3/11/2024第26页符号人体测量项目男女男女混合男子百分位数女子百分位数第5第50第95第5第50第95A身高177516591775158316781775148415701659C眼高148613711371147415681664137114541541E肩高128111951195138113671455119512711350G胸厚245239245186212245170199239H肘间宽371348348371422489348404478J前壁前展长323292292323351378292313345K上肢前展长612554554612664716554602653L肘高109610231096954102410968999601023

立姿作业空间设计参数

3/11/2024第27页对上表的说明：（1）j.k为推算值，其余为实测值。（2）差鞋时的修正值：身高、眼高、肩高、肘高加30mm。（3）身体放松站立修正值：身高、眼高等减19mm。（4）着装时的修正值：胸厚加10mm，以工代臀膝距加20mm。3/11/2024第28页

1）立姿工作面的高度

立姿工作面的高度不仅跟身高有关，还与作业时施力的大小，视力要求和操作范围等很多因素有关。在考虑不同身高的工作者对工作面高度的要求时，虽然可以设计出高度可调的工作台，但事实上，可以通过调整脚垫的高度来调整作业者的身高和肘高。因此，立姿工作面高度应按身高和肘高的第95百分位数设计。对男女共用的工作面高度按男性的数值设计。图7—5B及图1按男性身高的第95百分数给出了立姿情况下不同作业性质对工作面高度的要求。3/11/2024第29页

图7—5B立姿工作面高度（mm）

3/11/2024第30页

a的台面高度为1050～1150毫米，适用于精密工作，靠肘支承的工作（如书写、画图等）；

b的台面高度为1130毫米，虎心钳固定在工作台上的高度；

c的台面高度为950～1000毫米，适用于要求灵巧的工作，轻手工工作（如包装、安装等）；

d的台面高度为800～950毫米，适用于要求用劲大的工作（如刨床，重的钳工工作等）。3/11/2024第31页2）立姿工作活动余隙

立姿作业时，人的活动性比较大。为了保证作业者操作自由、动作舒展，必须使站立位置有一定的活动余隙。有条件时，可以适当大些，场地较小时，应按有关人体参量的第95百分位数加上着冬季防寒服时的修正值进行设计，一般应满足以下要求：

站立用空间（作业者身前工作台边缘至身后墙壁之间的距离），不得小于760毫米，最好能达到910毫米以上；

身体通过的宽度（身体左右两侧间距），不得小于510毫米，最好能保证在810毫米以上；身体通过的深度（在局部位置侧身通过的前后间距），不得小于330毫米，最好能满足380毫米；3/11/2024第32页

行走空间宽度（供双脚行走的凹进或凸出的平整地面宽度），不得小于305毫米，一般须在380毫米以上；

容膝容足空间。立姿作业虽不需要，但提供了容膝容足空间，可以使作业者站在工作台前能够曲膝和向前伸脚。一方面站着舒适，另一方面使身体可能靠近工作台，扩大上肢在工作台上的可及深度。容膝空间最好有200毫米以上，容足空间最好达到150×150毫米以上；

过头顶余隙（地面至顶板的距离）。一些岗位的过头顶余隙就是楼层的高台，但许多大型设备常在机器旁建立比较矮小的操纵控制室，空间尺寸十分有限。如果过共顶余隙过小，心理上就产生压迫感，影响作业的耐久性和正确性。过头顶余隙最小应大于2030毫米，最好在2100毫米以上，在此高度下不应有任何构件通过。3/11/2024第33页3）

临时座位立姿工作易疲劳，条件允许时，应提供临时座位供作业者工间短时休息。临时座位不应影响立姿作业自由走动和操作。图5-6分别是摇动旋转式和回跳式临时座位。3/11/2024第34页3/11/2024第35页4）立姿作业范围

立姿作业的水平面作业范围与坐姿时相同，垂直面作业范围的设计如图5—7所示

图5-8给出了立姿作业时最大和最佳的作业范围。

3/11/2024第36页3/11/2024第37页图7—7立姿作业范围（mm）3/11/2024第38页（3）坐—立姿作业空间布局设计

坐-立姿作业空间设计用人体参量与选用原则，是在设计立姿作业空间的人体测量项目参数的基础上，增加了坐姿腘窝高n和大腿厚i这两个坐姿作业的设计参数，其布局设计方法如图所示。坐-立姿交替作业的工作面高度及水平面和垂直面的最大作业范围和舒适作业范围，均与单独采用立姿作业的设计结果相同。但坐-立姿交替作业的工作座椅的坐面高与坐姿作业时的坐面高是不同的。它是由立姿时的工作面高度减去工作台面板厚度和大腿厚度i的第95百分位数所确定的。3/11/2024第39页坐-立姿交替作业垂直面布局设计3/11/2024第40页▲椅子可以移动，以便在立姿操作时可将它移开；

▲椅子高度可调，以适应不同身高者的需要；

▲坐姿作业时应提供脚踏板（脚垫），否则，会因工作座椅坐面过高，人的双脚下垂，造成座面前缘压迫大腿，使血液循环受阻。踏板中心位置高度应为座面高度减去坐姿腘窝高n的第95百分位数，以保证容膝空间适应90%以上的人群众。若踏板高度可调，可调范围取20-230毫米。3/11/2024第41页（4）其它姿势的作业空间在工厂里，除了在固定工作岗位上通过操纵机器直接生产制造产品之外，还有大量的工人则是从事机器设备安装维修工作。当进入设备和管路布置区域或进入设备和容器的内部时，由于空间的限制，作业人员往往既不能坐着作业，也不能站着作业，而只能采取蹲姿、跪姿和卧姿等。因此，必须在设备的设计和布局时就事先留出以其它可以预见到的姿势，进行作业的所需空间。具体包括二个方面，一是到达各检修点的可达性问题；二是在各检修点的可操作性问题。

3/11/2024第42页1）

检修通道的布局与最小尺寸解决可达性问题，就是根据可能的通行姿势设计合理的检修通道。检修通道应针对一切可能的检修项目，采用最容易使所需的零部件、人的身体、工具等顺利通过的形状。在确定具体尺寸时，应考虑人体携带零部件和工具的方式所需的工作余隙，还应考虑操作人员在通道内的视觉要求。否则遇到紧急检修时，人、工具和更换的零部件进不去，就得拆除或破坏其它的设施，造成更大的减产、停产。

3/11/2024第43页一般情况下，设置一个大的检修通道，比设置两个或更多个小的检修通道要好，检修通道应位于正常安装时易于接近的设备表面或直接进入最便于维修的地方。同时应处于远离高压或危险转动部件的安全区。否则应采取有效的安全措施，以防作业人员进出时受到伤害。表7—2是人体形态尺寸对各种通行方式的最小空间尺寸要求。

3/11/2024第44页序号通行方式尺度尺寸最小最好着防寒服1单人正面通过宽×高560×1600610×1860810×19102双人并行通过宽×高1220×16001370×18601530×19103双人侧身通过宽×高760×1600910×1860910×19104方形垂直入口边长×边长459×159560×560810×8105圆形垂直入口直径φ560φ610

6矩形水平入口宽×高535×380610×510810×8107圆形爬行管道直径φ635φ760φ8108方形爬行管道边长×边长635×635760×760810×810表7—2最小通道尺寸

3/11/2024第45页2）其它姿势最小作业空间尺寸安装与维修机器设备时，若检修点的作业空间过小，人的肢体施展不开，就会以不合理的方式用力而损伤肌肉骨骼组织。或者会因把持不住工具、零部件等而造成物体失落，既影响工作效率，又容易砸伤人体。全身进入的各种姿势所需的最小作业空间尺寸，应根据有关人体测量项目的第95百分位数进行设计，具体尺寸如图7—9和表7—3所示。

3/11/2024第46页3/11/2024第47页作业姿势尺度标记尺寸最小值选取值着防寒服时蹲坐作业

高度

宽度12070—92130100屈膝作业

高度

宽度12090—102130110跪姿作业

宽度

高度

手距地面高度110145

120—70130150

爬着作业

高度

长度8015090—95160俯卧作业（腹朝下）

高度

长度4524550—60—仰卧作业（背向下）

高度

长度5019060195652003/11/2024第48页检查孔或观察窗的间隙尺寸可以按下述方法设计：双肩均需进入，取开口的宽度等于可及范围深度的75％加150mm，水平间隙至少为630mm（a）；只把手臂伸进到附近肘部时，孔的直径取110mm（b）；若把整个手臂都伸进去，孔的直径应取125mm，着防寒服作业再增加75mm（c）；对于伸直手掌及握拳的开口尺寸应取图d,e所示的大小；对于拿东西的手来说，物体周围的自由空间应等于45mm，戴手套时再增加20mm（f,g）；对于按动按钮,孔的直径应取40mm（h）；而为了用双指捏取按钮，孔的直径必须等于65mm3/11/2024第49页3、

安全距离设计

由于种种原因，许多设备要实现无任何危险之处是很难的，因此就必须考虑与其保持一定的安全距离。安全距离有二：一是防止人体触及机械部位的间隔；称为机械防护安全距离的确定，主要取决于人体测量参数。二是使人体免受非触及机械性有害因素影响的间隔，如超声波危害、电离辐射和非电离辐射危害，冷冻危害、以及尘毒危害等）安全距离的确定，主要取决于危害源的强度和人体的生理耐受阈限。

3/11/2024第50页⑴

机械防护安全距离设计

Sd=（1±K）L或:Sd=（1±K）Rm式中，Sd为安全距离（mm）；L为人体尺寸（mm）；Rm为最大可及范围（mm）；K为附加量系数。身体有关部位K身高等大尺寸上、下肢等中等尺寸；大腿围度手、指、足面高、脚宽等小尺寸；头胸等重要部位0.030.050.103/11/2024第51页⑵人体与带电导体的安全距离由于向设备提供动力和工作照明的需要，在厂区、车间和工作岗位上，常常有配电设施、电线电缆和电气开关等。这些带电的物体虽然都有绝缘的外表层或其它安全保护措施，但仍然存在着对人体的潜在威胁。因此，人体与带电导体应保持一定的安全距离，以避免各种电气伤害。人体与带电导体间的安全距离视电压的高低和操作条件而定。在低压操作下，人体与带电体至少应保持100mm的距离。在高压无遮拦操作中，人体及所携带工具与带电体之间的最小距离：10KV以下者不应小于700mm，20～35KV者不应小于1000mm。用绝缘杆操作时，应装临近时遮拦。在线路上工作时，人体与临近带电体的最小距离：10KV以下者不应小于1000mm，35KV者不应小于2500mm。

3/11/2024第52页4、最佳作业空间的选择

⑴充分考虑作业者的心理特性⑵充分考虑作业者的行动空间⑶对于多人集体作业应考虑协同作业空间⑷考虑设备本身的特点（功能、形状、数量和使用情况等）进行设计，尽量把功能相同和相互联系的部件组合在一起，以利于操作、监视和管理。⑸考虑控制装置的合理布局，将使用频率高的控制装置布置在最适于作业的区域，并按操作的先后顺序，把它们相互之间尽量安排得近一些，形成一个流畅的作业线路。⑹根据人体测量学、解剖学和生物力学的特征来布置机器、控制器和工具，做到使操作者既能高效操作，又能减少疲劳。⑺把设备、控制器和显示器等尤其是重要设备仪器布置在操作者的手或脚的可及范围与视野的有效位置。图7－11所示为坐姿最佳空间范围。

3/11/2024第53页图7－11坐姿最佳空间作业范围3/11/2024第54页

第二节

控制室的安全人机工程

控制室在自动化程度相当高的生产线中成为控制系统的核心部分，故对控制室的设计与布置应有严格的要求。首先，控制室的设计必须做到内部结构功能分区明确，内外联系方便，并尽量减少操纵时的走动;其次是控制室空间的合理布置和利用。3/11/2024第55页一、控制室的平面布置1、控制中心室2、控制室辅助用房3、计算机室4、更衣室5、生活室6、参观廊3/11/2024第56页二、控制中心室的设计1、作业活动范围所要求的尺寸2、设备及其他活动空间所要求的尺寸3/11/2024第57页三、控制室的其它要求1、采光与照明要求2、温度和湿度的要求3、建筑要求4、总体布局要求3/11/2024第58页四、核电厂主控室

安全人机工程设计实例在核电厂中，主控室人-机接口最集中，操纵员与人-机接口联系最密切，人的失误率最高，后果也最为严重，因此核电厂人因工程研究与应用主要集中在主控室。核电厂主控室安全人机工程设计的目的是要有效地避免或减少核电厂人因事故的发生。3/11/2024第59页1、核电厂主控室安全人机工程设计的基本原则安全性原则：控制室必须使电厂安全运转；在发生事故后仍能够使电厂恢复到安全状态；必须保障人员和设备的安全。这是主控室人因工程设计最重要的原则。可用性原则：主控室设计中，须考虑电厂能按计划运行，把人因失误或仪表控制系统故障造成的停堆或降功率运行的几率降到最小人-机-环境整体考虑原则：设计过程中必须充分考虑整体的人-机-环境，建立完整的人因工程原则，包括有关的设计标准规范，人-机功能分配，人-机信息交换，人对环境的生理、心理反应，人-机-环境系统的组织原则等。3/11/2024第60页2、核电厂主控室安全人机工程设计的关键因素信息显示能以易发觉和易理解的方式，向操纵员提供反应堆安全状态信息，且具有一致性、明确性和连续性。控制器应具有适用性、可操作性、可靠性和与应急操作的兼容性。信息显示装置（系统）与控制器装置（系统）具有良好的协调性、一致性。在事故工况下，操纵员所需处理的信息量未超过其生理、心理功能的限值。在各种工况下，操纵员的工作负荷（包括体力和精神）在时间、强度方面处于人因工程原则容许的范围内。3/11/2024第61页3、核电厂主控室信息显示装置和控制装置设计（1）信息显示装置核电厂主控室信息显示装置可分为测量仪表、灯光指示器、屏幕显示器、报警系统、安全参数显示系统和模拟图等种类，它们为操纵员和非值班专家提供数据采集、数据处理、显示、报警、记录和打印功能。信息显示装置的设计必须考虑它们对安全的重要性，每个系统所期望的安全功能和它在假想运行事件和事故工况下使操纵员采取正确的操作中的重要性。3/11/2024第62页（2）控制装置选择控制器的一般原则适用性可操作性可靠性与应急操作的兼容性控制器的动作方向误触发的预防标牌3/11/2024第63页（3）信息显示与控制动作的综合关系要求信息显示和控制器在颜色、编码、位置、声音、操作等方面具有一致性。显示器和控制器编组要符合操纵员的思维方式，合理地采用了功能(系统)编组、使用顺序编组、使用频率编组、优先权编组、操作规程编组、模拟图式编组等编组方法。显示器和控制器编码符合人机工程有关原则。3/11/2024第64页

第三节

办公室的安全人机工程

在政府机关或企业内部，在管理工作的相互沟通、协调、信息联系、综合平衡、目标决策等方面，办公室是主要工作场地，过去人们比较重视办公室的基建和设备的增加，轻视办公室的人机工程学设计已越来越为人们所重视。

3/11/2024第65页从办公室的职能管理活动来看，基本是两种类型：集中办公（集体粉公）和独立式办公（分散办公）。从办公室的平面布置形式分：有大空间式、空间分隔式和独间式等。显然，大空间式和空间分隔式适合于集中式办公，独间式适合于独立式办公。从我国目前情况看，这两种形式都大量存在。由于办公室自动化的迅速发展，大空间分隔式，特别是空间分隔式，将是办公室主要的发展形式。对办公室管理工作的性质、管理工作人员的主要心理特性与行为方式和作业环境的影响的综合研究结果表明，在集体办公情况下，每个工作人员占用的最小面积为5m2，空间为15m3，最低高度为3m。3/11/2024第66页一、现代办公室的特点

1、是社会及团体精神风貌的窗口2、办公场所智能化3、办公条件自动化4、办公环境舒适化5、现代办公室追求自身的合理管理与人员之间的相互制约及监督。

3/11/2024第67页二、理想的办公场所－智能建筑

1、智能建筑的优点(1)创造了安全、健康、舒适宜人和能提高工效的办公环境(2)节能(3)能满足多种用户对不同环境功能的要求(4)现代化的通信手段与办公条件

3/11/2024第68页2、办公自动化系统的几种模式

(1)事务型办公自动化系统办公事务处理中，最为普遍的应用是文字处理、电子排版、电子表格处理、文件收发登录、电子文档管理、办公日程管理、人事管理、财务统计、报表处理、个人数据库等。事务型办公自动化系统（见图6－5图6－6）都是为处理日常的办公事务，是直接面向办公人员的。事务型办公自动化系统由计算机软、硬件设备、基本办公设备、简单通信设备和处理事务的数据库组成。

3/11/2024第69页事务型办公模型之一（单机）

3/11/2024第70页事务型办公模型之二（多机）

多机系统通信可采用计算机终端网、程控交换机综合通信网、计算机局域网或远程网等

3/11/2024第71页(2)管理型办公系统管理型办公系统是一种在办公系统中，对与本单位的运营目标关系密切的综合的一体化的办公信息处理系统。综合数据库存放有关单位的日常工作所必需的信息，在政府机关，这些综合信息包括政策、法令、法规，有关上级政府和下属机构的公文、信函等的政务信息等；一些公用服务事业单位的综合数据库包括和服务项目有关的所有综合信息；公司企业单位的综合数据包括工商法规、经营计划等。为了优化日常工作，提高办公效率和质量，必须具备供本单位的各个部门共享的这一综合数据库。这个数据库建立在事务型办公系统基础上，构成信息管理型的办公自动化系统。3/11/2024第72页管理型办公系统模型之一

3/11/2024第73页管理型办公系统模型之二

3/11/2024第74页管理型办公系统模型之三3/11/2024第75页

第四节

道路交通运输安全人机工程主要内容包括以下三个方面：（1）人的方面：驾驶人员的生理、心理状态对运输作业系统的影响。（2）运输工具方面：操作装置、显示装置、驾驶空间、坐席、视界及作业环境的微气候等合理设计。（3）环境方面：交通标志、道路设施等合理设计。

3/11/2024第76页一、道路交通安全系统

与驾驶人员的作业研究1、道路交通安全系统道路交通系统是一个由人、车、路构成的动态系统。驾驶员从道路交通环境中获取信息，这种信息综合到驾驶员的大脑中，经判断形成动作指令，指令通过驾驶操作行为，使汽车在道路上产生相应的运动，运动后汽车的运行状态和道路环境的变化又作为新的信息反馈给驾驶员，如此循环往复，完成整个驾驶过程。因此，人、车、路（含整个环境）被称作道路交通系统的三要素。3/11/2024第77页表7-5哈顿矩阵

因素事故前事故中事故后人培训、安全教育、行车态度、行人和骑车人的着装车内位置和坐姿紧急救援车主动安全（制动、车辆性能、车速、视野），相关因素（交通量、行人等）被动安全（车辆防撞结构、安全带等）抢救路道路标志标线、几何线形、路表性能、视距、安全评价路侧安全（易折柱）、安全护栏道路交通设施的修复3/11/2024第78页表7-6各因素对事故的影响程度

原因Sabey的结论（%）Treat的结论（%）原因Sabey的结论（%）Treat的结论（%）单纯路23人和车46单纯人6557路和车11单纯车22人、车、路共同13路和人24373/11/2024第79页2、驾驶人员的作业研究驾驶员的视觉特性动视力、夜视力、视力适应、炫目、视力与烟雾、视野、行驶中视空间的特性、色觉、疲劳驾驶员疲劳的原因是多方面的，主要有睡眠不足；驾驶时间过长；驾驶员自身身心条件造成疲劳；车内环境不好造成疲劳，如车内温度、噪声、振动；车外环境不良导致疲劳3/11/2024第80页二、汽车的人机系统设计1、汽车座椅设计2、汽车显示装置设计3、汽车控制系统设计4、驾驶室的空间设计5、汽车的视野设计3/11/2024第81页三、车辆安全设计与交通安全设施1、车辆安全设计车辆的安全装置主要包括：安全车身；安全带；安全气囊；安全玻璃；乘员头颈保护系统(WHIPS)，侧门防撞杆2、道路交通安全设施道路交通安全设施包括：道路交通标志、道路交通标线、交通信号、物理隔离设施等3/11/2024第82页

第五节

煤矿矿井安全人机工程

一、煤矿井下人一机一环境系统的特点1、煤矿自然条件下，伴生灾害多2、煤矿职工素质低3、矿井环境条件恶劣、多变4、煤矿机械化程度低

3/11/2024第83页二、安全人机工程在煤矿中的应用1、煤矿事故中人的因素分析（1）井下运输系统中人因失误模式图7-18轨道运输系统人因失误模式总图GHFM—轨道运输人因失误模式；FM1—未发挥所具备的功能；FM2—错误地发挥了所具备的功能；FM3—按错误的顺序或时机发挥了所具备的功能；FM4—发挥了不曾具备的功能；3/11/2024第84页图7-19轨道运输系统人因失误模式（一）M11—没有及时联系信号；M12—没设警戒（或漏设警戒）；M13—矿车没连好；M14—与司机配合不协调；M15—注意力不集中；M16—躲闪不及；M17—信号工打点前没有进行检查；M18—下放车时没有挂保险绳；M19—没使用安全保护装置3/11/2024第85页图7-20轨道运输系统人因失误模式（二）M21—绞车司机不按规定开启；M22—人为放飞车；M23—扒车；M24—闯红灯；M25—跳车；M26—误发信号；M27—误用连车器材；M28—误操作开关；M29—在巷道弯道处没减速3/11/2024第86页图7-21轨道运输系统人因失误模式（三）M31—摘、挂车所处位置不当；M32—掩车位置不当；M33—乘车位置不当；M34—乘未站稳的车辆；M35—跨越轨道时机不当；M36—没有信号下放车；M37—躺在轨道上睡觉；M38—躺在矿车内睡觉3/11/2024第87页图7-22轨道运输系统人因失误模式（四）M41—工作时将手、脚等处放在危险位置；M42—向斜坡上推车；M43—无证操作绞车等设备3/11/2024第88页（2）井下运输作业人员人误原因分析安全观念淡薄，不按客观规律办事存在侥幸思想个人性格轻浮，反应迟钝生理因素心理障碍素质低、技术水平低疲劳、异常状态及其它特殊条件造成人误设备缺陷环境因素3/11/2024第89页（3）煤矿作业人员人误的控制人误是制约煤矿安全生产的一大隐患。“15221”法（一个中心五教育两加强两改善一倡导）是控制人误的一种途径。即“一个中心”：建立以人为中心的安全管理体制；“五种教育”：安全法制教育，安全知识教育，安全技能教育，安全思想教育，典型事故案例教育；“两加强”：加强矿工心理素质的培养，加强矿工的安全意识；“两改善”：改善“机”的缺陷使之符合人的特性，改善环境；“一倡导”：倡导企业安全文化。3/11/2024第90页2、煤矿井下运输事故机的因素分析（1）井下运输事故中机的因素（2）井下运输机械设备故障模式（3）井下运输事故机的因素事件树分析3、改善井下运输环境状况的措施（1）温度、湿度的改善措施（2）降低井下噪声的措施（3）改善井下光照环境的措施（4）运用色彩调节，改善人的视觉环境（5）优化作业空间布局，改善人的工作环境

3/11/2024第91页补充内容：安全通道工作场所的出入口、通行道、楼梯、扶梯和斜坡道等。如果没有这些辅助性的工作场地和设施，人员和货物就不能安全及时地到达工作岗位，产品也运不出去，就无法维特正常生产。3/11/2024第92页1．出入口

封闭的工作区域首先应有供日常通行的常规出入口，允许预期的人员车辆和货物不受限制地通过。出入口的位置不应使进出人员意外地起动控制器或堵塞通往控制器的通道。出入口的宽度和高度应视具体情况（如是否进出车辆及车辆和负荷的大小等）确定。仅供人员进出的出入口，最小高度不得低于2100毫米，最小宽度不得窄于810～860毫米。出入口一般应避免采用门槛，除非为防风雨或通风而非用不可。3/11/2024第93页封闭的工作场所必须提供辅助入口，以及各种需要的应急出口。应急出口应有便于里边人员迅速撤出的足够空间，包括必须携带必要装备或必须穿臃肿防护服的人员，而且不应该存在损伤人员或损坏他们所带设备的危险。应急出口的尺寸如表1所示。应急出口应设计得人员用手或脚一触即开。如果需要人员用把手或按钮打开，则操纵力应小于220牛顿。3/11/2024第94页应急出口状态尺寸最小最佳矩形门窗开口405×610510×710方形门窗开口460560圆形门窗开口560710表1应急出口的尺寸3/11/2024第95页2．通道与走廊

在每一个车间里往往都存在着一条或几条主通道，然后由若干支通道或走马观花廊与工作区域或工作岗位相连。无论是主通道还是走廊，在设计时都应考虑到该工作区域内预定的人流、物流的高峰负荷量、流动方向及该区域的出入口数量和尺寸。

对仅供人通行的人行道和走廊来说，其尺寸相对可小些。但为了使人们通过不受限制，应在人体测量数据基础上，为穿臃肿防护服和携带装备的人员留出足够的余隙。例如，按人体测量尺寸，一个人可以费点力气通过510毫米宽的走廊。然而考虑了着装等因素，单人或单向通行的走廊宽度至少应为760毫米。3/11/2024第96页但车间里的许多通道，人员流动往往是双向进行的。有的通道既走人又运货，还通汽车；有的通道两侧紧挨着工作岗位等，因此，通道的实际宽度要视货物的尺寸、运输工具的大小和安全需要来具体确定,一般应比人行道和走廊留出更大余隙。含有上述因素的通道尺寸建议如下图所示。3/11/2024第97页宽度AB通道20001500货物22001500手推车25001500运输汽车300018003/11/2024第98页3．楼梯、扶梯和斜坡道

现代企业一般都有高大的设备或厂房，许多人的工作位置离地面都有一定的高度，为了最快最有效地进入或通过这些工作区域，应该设置楼梯、扶梯和斜坡道。选择楼梯、扶梯和斜坡道的主要依据是结构的倾角，而这个倾角又依赖于可利用的空间和结构的限制。下图给出了这些结构的