安全人机工程学
安全人机工程学复习资料
安全人机工程学定义：指从安全的角度研究人与机的关系，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
人机工程学定义：指运用人的生理学、心理学和其他学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的工作环境条件，从而提高功效的一门学科。
人机系统：包括人、机、环、人机结合面。
人机结合面：指人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域或界面。
人机工程学研究内容：①人的因素：人体生理心理人体测量及生物力学②机的因素：显示器和控制器等物的设计③环境因素：对人身心产生影响的因素，如采光噪声④人机系统综合研究：整体、岗位、控制器、作业方法。
安全人机工程学研究内容：安全人机工程学的学科体系、人机结合面的安全依据标准、人机系统的安全设计。
研究方法：①实测法②实验法③分析法④调查研究法⑤计算机仿真法⑥图示模拟和模型模拟法⑦感觉评价法近期国内外安全人机工程学研究的方向：1工作负荷研究：生理负荷和心理负荷2工作环境的研究3工作场地、工作空间、工具装备4信息显示5计算机设计6工作成效的测量与评定7机器人设计的智能模拟等8人—机—环境系统中心理学的研究。
感觉评价法定义：运用人体主观感受对系统的性质、质量、特征等进行判断评价的一种方法安全人机工程学研究目的：对人类活动的场所，即包含人和机以及围绕着和机器的关系及其环境条件的这样的综合体，建立合理的方案，更好地在人机之间合理的分配功能，使人和机有机结合，有效地发挥人的作用，最大限度地为人提供安全卫士和舒适的环境，达到保障人的健康、舒适、愉快地活动的目的，同时提高活动效率（进行人机设计，改善人机关系，提高人机系统可靠性，减少消除安全隐患，保证人的舒适。
）。
安全人机工程学与功效人机工程学：前者着眼于安全，侧重与人体的安全卫生，后者着眼于工作效率，侧重于用人保证机器，两者是人机工程学不同方向的应用学科。
安全人机工程学与安全心理学：安全心理学是安全人机工程学的主要理论之一，安全人机工程学是安全心理学的延伸和扩展。
(安全人机工程学)第10章安全人机工程的应用
通过应用安全人机工程学原理，优化乘客座椅设计，提高 乘客乘坐舒适度，降低长时间飞行带来的疲劳感。
紧急逃生设施规划
依据人体测量数据和行为特征，合理布局紧急逃生设施， 确保在紧急情况下乘客能够快速、有序地撤离。
安全人机工程在航空电子设备设计中的应用
人机界面设计
航空电子设备的人机界面需符合人体视觉和操作习惯，提供清晰、 直观的信息显示和便捷的操作方式，降低操作失误的风险。
设备操作界面优化
简化设备操作界面，降低操作难度，减少误操作的可能性。
安全人机工程在工作环境改善中的应用
照明和色彩管理
通过改善工作场所的照明和色彩，降低工人的视觉疲劳，提高工作效率。
噪声和振动控制
采取有效措施控制工作场所的噪声和振动，保护工人的听力健康和舒适度。
通风 and temperature control
座椅设计
根据人体工学原理，设计 符合人体生理结构和舒适 度的座椅，减少长时间驾 驶的疲劳感。
操作界面设计
简化操作界面，使驾驶员 在行驶过程中能够快速、 准确地操作汽车的各种功 能。
安全人机工程在交通信号设计中的应用
信号灯设计
根据人机工程学原理，优 化交通信号灯的布局和颜 色，提高驾驶员的识别速 度和准确性。
信号时长设置
根据人机工程学原理，合 理设置交通信号灯的时长， 确保驾驶员有足够的时间 做出反应。
交通标志设计
根据人机工程学原理，优 化交通标志的形状、颜色 和字体，提高驾驶员的识 别速度和准确性。
安全人机工程在道路安全设施设计中的应用
道路线形设计
01
根据人机工程学原理，优化道路线形设计，确保驾驶员能够安
确保工作场所具备良好的通风和temperature control，提供舒适的工作环境，降低因 环境不适而导致的生产事故风险。
安全人机工程
安全人机工程学：是从安全和人机工程学的角度出发研究人与机的关系，是运用人机工程学的原理的方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
安全人机工程学立足于安全，主要阐述保证人身安全所需人与机的相互关系。
它是人机工程学的一个应用学科的分支，也是安全工程学的一个重要分支学科。
安全人机工程：以人的安全作为立足点，以确保人在活动过程不受到伤害为目标，它主要阐述人和机之间保持怎样的关系才能保证人的安全人机工程学：是根据人的心理、生理和身体结构等因素，研究系统中人、机械、环境相互间的合理关系，以保证人们安全、健康、舒适的工作，并取得满意的工作效果的一门学科。
人-机-环境系统工程的研究内容主要包括七个方面：人、机、环境、人-机关系、人-环关系、机-环关系、人-机-环境关系研究“操作方法”的课题做的实验：铁锹作业实验、砌砖作业实验、肌肉疲劳试验安全人机工程学发展的三个阶段：经验人机工程学、科学人机工程学、现代人机工程学人机工程学研究的方法：测量方法、模型工作方法、调查方法、数据的处理方法人机系统：是由相互作用、相互联系的人和机器两个子系统构成的，且能完成特定目标的一个整体系统。
完整的人机系统都有六种功能（输入输出、信息接收、信息加工、信息存储存、执行功能、信息反馈），这些功能是连续进行的，是由人和机共同作用实现的。
人机系统基本模式：由人的子系统、机器的子系统和人机界面所组成反馈：是指系统的输出量和输入量结合对系统发生作用。
开环人机系统：指系统中没有反馈贿赂或输出过程也可提供反馈的信息，但无法用这些信息进一步控制操作，即系统的输出对系统的控制没有直接影响。
如曹总普通车床加工工件；闭环人机系统：指系统有封闭的反馈回路，输出对控制有直接影响。
人的子系统又分为S-O和O-R ；机的子系统分为C-M系统和M-D系统人机界面：是人与机器进行交互的操作方式，即用户与机器互相传递信息的媒介，包括信息的输入和输出。
人机界面的设计：主要指显示器、控制器以及它们之间关系的设计。
安全人机工程学
（人机关系示意图）
人——
人 这里所谓的人(Man) ，是指活动的人体 ，即安全主 这里所谓的人
体，人应该始终是有意识有目的地操纵物(机器、物质) 和控制环境的，同时又接受其反作用。人是人与复杂的 外界之间相互作用链条上的决定一环，人也应该是他所 创造的并为他服务的任何系统的安全主导，其自身依靠 的科学基础都需要借用生理学、心理学、人体生物学、 解剖学、卫生学、人类逻辑学、社会学等人体科学的研 究成果。
人机程学在生活中的应用
人性化设计
人性化设计是指在符合人们的物质需求的基础上,强调精神与
情感需求的设计。它综合了产品设计的安全性与社会性，就是 要在设计中注重产品内环境的扩展和深化。“人性化设计”作为 当今设计界与消费者孜孜追求的目标,带有明显的后工业时代特 色,是工业文明发展的必然产物。而人性化设计是以人机工程学 的发展为前提和基础的。从根本上说，人性化设计应该是功能 主义的，它是在保障产品功能的前提下改进产品的外形设计以 达到符合人机工程的一般原理的设计理念。 人性化设计是以人机工程学的发展为前提和基础的。从根本上 说，人性化设计应该是功能主义的，它是在保障产品功能的前 提下改进产品的外形设计以达到符合人机工程的一般原理的设 计理念。
安全人机工程学
安全人机工程学是从安全的角度和着
眼点出发来研究人与机的关系的一门学科， 其立足点放在安全上面，对在活动过程中的 人实行保护为目的，主要阐述人与机保持什 么样的关系，才能保证人的安全。也就是说， 在实现一定的生产效率的同时，如何最大限 度地保障人的安全健康与舒适愉快。
安全人机工程学研究的科学对象 安全人机工程学研究的科学对象
安全人机工程学复习资料
人机复习选择、填空、简答、论述、计算1.安全人机工程学：是从安全角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
人机系统的构成：信息输入、信息储存、信息处理和执行功能四部分2.安全人机工程学的目的：进行人机设计，改善人机关系——提高人机系统可靠性——减少消除安全隐患——保证人的安全舒适3.产品功能尺寸设计：最小功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量4.人体测量数据应用准则：最大最小准则、合理选择百分位和适用度准则、使用最新人体数据准则、标准化准则、可调性准则5.人体尺寸的区域划分：安徽属于东南区6.人体测量数据选用的注意事项：人体主要尺寸的设计极限、必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸、有限度的或受身体延伸所限制的空间尺寸、可调整的尺寸搞清该尺寸的适用范围、人体测量数据应用应注意人体尺寸的变化7.人体尺寸的应用方法和程序（1）确定所设计对象的类型和适应度（2）选择人体尺寸百分位数（3）确定功能修正量和心理修正量（4）引用设计与身高的推算公式8.感觉依赖于输入信息的性质、强度和差异9.绝对阈限能引起人体产生感觉的最小刺激水平差别阈限两个相似刺激之间被觉察到的最小差别10.感觉特征a.人的各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限b.刺激必须达到一定强度才能对感受器官发生作用。
c.一种感受器官只能接受一种刺激和识别某一种特征。
d.同时有多种信息时，人们往往倾向于注意一个而忽视其它信息。
e.感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，产生适应现象。
11.视力=1/最小视角静视野：在头部固定、眼球静止不动的状态下自然可见的范围。
注视野：在头部固定，而转动眼球注视某一中心点时所见的范围动视野：头部固定而自由转动眼球时的可见范围在人的三种视野中，注视范围最小，动视野范围最大。
人机工程中，一般以静视野为以据设计视觉显示器等有关部件，以减少人眼的疲劳。
安全人机工程学
第一章概论人机工程学是运用人的生理学、心理学和其他有关学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的工作与环境，从而提高工效的一门科学。
安全人机工程学是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
人机结合面就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称“界面”）安全人机工程学得研究对象是人、机和人机结合面三个安全因素。
第二章人体的人机学参数耗氧量：人体用过循环、呼吸系统所能摄入的氧气量称为摄氧量。
人体在单位时间内所消耗的氧气量称为耗氧量。
人体在从事高度反正体力劳动时，循环、呼吸（氧运输）系统的功能经1~2min后达到人体极限摄氧能力，这时，人体单位时间内的摄氧量称为最大摄氧量。
最大耗氧量可以作为允许最大体力消耗的标志，其影响因素主要有年龄、性别、海波高度、体能训练、劳动强度、持续时间等。
人体测量数据的运用准则：1.最大最小准则2.可调性准则3.平均准则4.使用最新人体数据准则5.地域性准则6.功能修正与最小心理空间相结合准则7.标准化准则8.姿势与身材相关联准则9.合理选择百分位和适应度准则第三章人的生理和心理及人体生物力学特性感觉是人脑对直接作用于感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身）的客观事物的个别属性的反映。
感觉有：视觉、听觉、嗅觉、触觉（包括触觉、温度觉、痛觉）、味觉、运动觉、平衡觉、空间知觉以及时间知觉等。
感觉适应性：对感觉器官持续刺激，假若刺激强度固定，则作用时间的长短将决定该刺激是否能引起反应，时间过短不能引起反应：时间过长，反应逐渐减小，以致消失。
人能够产生视觉是由三个要素决定的：视觉对象、可见光和视觉器官。
视觉运动的规律：1.眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳2.视线的变化习惯从左到右、从上到下和顺时针反响运动。
3.人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多4.当眼睛偏离视中心时，在偏移距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限，左上限，而右下限最差。
安全人机工程学-人机系统
可检测如电磁波等一些人不能检测的 收信号，掌握标准困难，易出错；具有味觉、
物理量
嗅觉和触觉
在力量、速度、精确、操作范围、 肢体具有许多自由度，可在三维空间进行多
耐久性等方面远比人优越；对处理液 种运动，可进行微妙的协调，但人的力量、速
体、气体和粉状体等比人优越，但处理 度有限；可通过获取视觉、听觉、位移和重量
功率可大可小；可以根据目的设计 适于功率小于 100 W 的轻巧的作业；人是综 必要的功能，避免浪费；功能简单的机 合整体，有多种功能，需要补充能耗，还必须
器速度快而且准确；新机器从设计、制 适应处理必要功能以外的时间；必须采取绝对
造到运转需要一定时间
安全措施；需要教育和训练
专用机械的用途不能改变，只能按 程序运转，不能随机应变；比较容易进 行改造和革新
柔软物体则不如人
感等信息控制运动器官灵活地操作
按预先编程可进行快速、准确的数 具有抽象、归纳能力以及模式识别、联想、
据处理；记忆正确并能长时间储存，调 发明创造等高级思维能力；善于积累经验并运
出速度快；反应速度快；学习能力较低， 用经验判断；记忆力有限；需要反应时间；具
灵活性差
有很强的学习能力，灵活性强
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图2-9 Price决策图
34
3. Sheffield法 Sheffield法是由英国Sheffield大学在对海军的舰艇控制系 统进行设计时所开发的一种功能分配方法。它在分配过程中共 需要考虑100多项决策准则，将其分为8组，其中不仅考虑了人 机能力特性，而且从工程的角度考虑了人员的作业设计、社会 性、训练、安全等因素，另外还包括自动化的精度、费用等。 它的主要流程如图2-10所示。
2
2.2 人机系统类型及功能
安全人机工程学
1.安全人机工程学：是从安全角度出发，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
它作为人机工程学的一个应用学科分支，以安全为目标，以工效为条件，将以安全为目标，工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，并成为安全工程学的一个重要学科分支。
2.安全人机工程学的主要内容：人的特性的研究，机的特性的研究，环境特性的研究，人-机关系的研究，人-环关系的研究，人-机-环境系统总体性能研究，事故预防以及事故致因的研究。
3.生理节律性：人体生理功能所显示出的周期性变化。
4.人机结合面（人机界面）：在人机系统中，存在着一个人与机相互作用的面，所有的人机交流都发生在这个面上，通常人们称这个面为人机界面。
5.提高作业能力与降低疲劳的措施：(1)改进作业方法，合理使用体力：1、2、3、4(2)合理地确定作业休息制度6.克服单调感，合理调节作业速率p1147.疲劳发生机理：（1）疲劳物质的累积机理（2）糖原耗竭机理（3）中枢变化机理（4）生化变化机理（5）局部流血阻断机理7.显示器设计基本原则：准确性原则:要求显示装置的设计，尤其是数字认读的显示装置的设计应尽量使读数准确。
简单性原则：应使传递信息的形式尽量直接表达信息内容，尽量减少编码错误。
一致性原则：应使显示器指针运动的方向与机器本身或者控制器运动方向一致。
排列性原则：( 1) 最常用和最主要的尽可能放在视野中心3°范围之内（2）当显示器很多时，应按它们的功能分区排列，区与区之间应有明显界限。
（3）显示器应尽量靠近，以缩小视野范围。
（4）显示器的排列要符合人的视觉特征。
8.疲劳动态特征：（1）身体的生理状态发生特殊变化（2）作业能力下降（3）疲倦的自我体验9.作业过程中人的代谢过程：ATP-CP系列：CP+ADP Cr+ATP需氧系列：葡萄糖或脂肪+氧氧化磷酸化A TP乳酸系列：葡萄糖（糖原）糖酵解ATP+乳酸10.人机工程学：是20世纪中期发展起来的交叉学科，它广泛地运用了人体科学、系统科学、社会学、管理学、技术科学等学科的理论与知识，主要研究人、机和人机界面之间的关系，探讨通过适当的设计使人机系统达到高功效和安全地工作。
安全人机工程学
安全人机工程学的定义：安全人机工程学是从安全的角度和着眼点出发来研究人与机的关系的一门学科，其立足点放在安全上面，在对活动过程中人实行保护为目的，主要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的安全。
安全人机工程学研究内容:1、研究人机系统中人的各种特性2、研究人机功能分配3、研究各类人机界面4、研究工作场所和作业环境5、研究安全装置6、研究人员选拔的问题7、研究人机系统的可靠性8、研究人机系统总体安全性设计准则和方法以及安全性评价体系和方法。
安全人机工程学的任务：为人机系统设计者提供系统安全性设计，特别是确保人员安全的理论、方法、准则和数据。
手的作业域测量：手脚在一定空间范围内做各种操作，所形成的包括左右水平面和上下垂直面的空间区域水平作业域:人在台面前，在台面上左右运动手臂形成的轨迹范围。
垂直作业域：手臂伸直，以肩关节为轴作上下运动所形成的范围。
满足度：产品设计尺寸满足特定使用者群体的百分率。
感觉：人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映知觉：人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的整体反映。
感觉和知觉的关系：相似：都是人脑对当前客观事物的直接反映。
区别：感觉反映的是客观事物的个别属性，知觉反映的是客观事物的整体属性。
感觉和知觉又是密不可分的，感觉是知觉的基础，没有感觉就不可能有知觉，对事物的个别属性的反映的感觉越丰富，对事物的整体反应的知觉就越完整正确。
生产中感觉越敏锐，就为减少事故的发生，确保安全生产奠定了基础。
由于客观事物的个别属性和事物的整体总是紧密相连的，实际生活中人们很少产生单纯的感觉，总以知觉的形式反映事物感觉阈：能引起感觉的一次刺激必须达到一定强度，，能被感觉器官感受的刺激强度范围。
感觉阈下限：能引起感觉的最小刺激量人体产生视觉的三要素：视觉对象，可见光，视觉器官视错觉：人观察外界物体形象和图形所得的印象与实际形状和图形不一致的现象，是视觉的正常现象。
视觉运动规律：1、人眼的水平运动比垂直运动快2、视线习惯：从左到右、从上到下、顺时针看3、人眼对水平方向尺寸和比例的估计比垂直方向尺寸和比例的估计要准确的多。
安全人机工程学 第五章 人机系统的安全设计1
❖ 8月14日早上，日本东京大面积停电，使东 京、千叶和神奈川两县（省）的139.1万用户 蒙受停电之苦，数以百计的交通信号灯“失 明”，东京市繁如蛛网的地铁和电车停运， 公共交通系统几乎瘫痪，许多人被困在戛然 而止的电梯中。
近年来，城市易燃、易爆危险品火灾事故不断增加， 居民燃气用户爆燃致死致伤、生产装置爆炸起火事 故都时有发生。
❖ 1997年连续发生三起严重事件，足以引起我们高度 的警惕（5月15日首钢精苯车间三个苯车间三个苯 罐起火；6月27日东方化工厂油品罐区特大爆炸火 灾；7月14日北京化工厂油槽车爆燃事故）。
❖ 9月24日，巴基斯坦全国大停电。全国70％ 以上的居民受到停电影响，数百万人无电可 用，巴基斯坦最大的城市、经济中心卡拉奇 受停电影响最大。这是巴基斯坦近5年来所遭 遇的最严重的停电事故。
❖ 11月4日晚，欧洲遭遇特大停电事故。西欧多国遭 遇特大停电事故，约1000万人受到影响。这是法国 30年来最严重的停电事故，约500万法国人的电力 供应被切断。在德国，停电影响了至少100万人， 著名的鲁尔工业区也未能幸免。这次停电事故还波 及到意大利西北部的皮埃蒙特、利古里亚和东南部 的普利亚地区。此外，包括比利时安特卫普在内的 11个城市停电，西班牙的马德里、巴塞罗那、萨拉 戈萨等地也因停电而一片黑暗。
❖ 地形地貌、地质水文等条件； ❖ 运输连接、公共设施等条件； ❖ 环境条件。
2）厂区布置
❖ 厂区的生产区、生活区、仓库库区、动力区、办公区、停车区等分别 布置在相应的区域。如易燃易爆危险区及有害区应远离生活区，高粉 尘浓度的生产区应避免让输入高温气体的管道通过等。
安全人机工程学
1-5何谓人机工程学？它所研究的对象是什么？其内涵是什么？人机工程学(Ergonomics)：主要研究各种工作环境中人的因素,研究人和机器以及环境的相互作用,研究人在工作、生活中怎样才能够统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题。
人机工程学研究的目的：⑴设计：为设计机器设备、工艺流程、工具、信息传递和控制装备时，考虑人的因素提供依据；⑵工效：保障设计的机械使人的操作简便、省力、快速而准确；⑶安全：保障人的工作条件和工作环境安全、卫生和舒适；⑷最终目标：为了使人机系统协调，保障安全健康和提高工作效率。
人机工程学研究内容：⑴人的因素方面：人的生理、心理、人体测量和生物力学等内容；⑵机的因素方面：显示器、控制器等设计内容；⑶环境因素方面：温度、湿度、噪声、尘毒、采光、照明、色彩、辐射对人身心的影响等内容；⑷人机系统的综合研究：人机系统的整体设计、岗位设计、显示控制设计、环境设计、作业方法、人机的组织管理等内容。
1-6何谓安全人机工程学？它在安全科学、系统科学、管理科学以及人-机-环境系统工程学科中处于什么位置呢？如何理解它所处的位置？安全人机工程学(Safety Ergonomics)：是从安全的角度和着眼点研究人与机的关系, 运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
它作为人机工程学的一个应用学科的分支，以安全为目标、以工效为条件，将与以安全为前提、以工效为目标的人机工程学并驾齐驱，并成为安全工程学的一个重要分支学科。
安全人机工程学是一门综合性学科，它处于许多学科的边缘结合部上，既有人体科学与工程技术的交叉和渗透，又有社会科学与自然科学等学科的交叉和渗透。
安全人机工程学既是安全科学的一个分支，又是系统科学的一个分支，也是人—机—环境系统工程学科的一个分支，它是一个跨门类、跨学科交叉的新兴分支学科。
1-8安全人机工程学研究哪些方面的内容？为什么要进行这些方面的研究呢？安全人机工程学的研究内容：⑴人的特性研究：是指人的生理特性和心理特性。
安全人机工程学重点知识
安全人机工程学:从安全的角度和着眼点运用人机工程学的原理和方法解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
安全人机工程学研究对象:人机系统安全人机工程学研究目的：进行人及设计，改善人机关系；提高人机系统可靠性；减少消除安全隐患；保证人的安全舒适安全人机工程学研究内容：安全人机工程学的学科体系、人机结合面的安全依据标准、人机系统的安全设计（安全）人机工程学研究方法：实测法、实验法、分析法、调查研究法、计算机仿真法、图示模拟法和模拟试验法、感觉评价法安全人机工程学任务与研究范围: (1) 研究人机系统中人的各种特性(2)研究人机功能合理分配(3)各种人机界面的研究(4)作业方法与作业负荷研究(5)事故及预防的研究感觉的特性：1）人的各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限2）刺激必须达到一定强度才能对感受器官发生作用。
3）一种感受器官只能接受一种刺激和识别某一种特征。
4）同时有多种信息时，人们往往倾向于注意一个而忽视其它信息。
5）感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，产生适应现象。
百分位数：如果将一组数据从大到小排序并计算相应的累计百分位，则某一百分位的对应数据的值就是这一百分位的百分位数。
适用度：所设计产品在尺寸上能满足多少人使用，通常以适合使用的人数占使用者群体的百分比表示。
适用度的确定应根据所设计产品使用者总体的人体尺寸差异性、制造该类产品技术上的可行性和经济上的合理性等因素进行综合优化。
明适应:当人从黑暗处到光亮处，有一个对光适应的过程。
暗适应:在黑暗中视觉感受性逐渐提高的过程视错觉:人观察外界物体形状和图形得的印象与实际形状和图形不一致的现象（形状错觉，色彩错觉，物体运动错觉）视力:表示人眼对物体细小部位的辨识能力的生理尺度。
动视野:当头部固定不动，眼球自由转动时能看到的空间范围静视野:当头部固定不动时所能看到的正前方空间范围（上30度下40度左右各为15-20度有效视野：能够清楚辨识物体形状的视野色觉视野：人眼在不同颜色刺激下的视野是不同的，称为色觉视野。
安全人机工程学简介
03 智能化技术应用
● 05
第5章 人机系统安全与风险管 理
人机系统安全性 的重要性
人机系统安全性是指系统在设计和使用过程中 避免事故和损害的能力，确保系统运行稳定可 靠。在当今高度信息化和智能化的社会背景下， 人机系统安全性尤为重要，关乎人们的生命财 产安全和社会稳定发展。
人机系统风险管理的方法
图形用户界面
命令行界面
语音界面
人机界面设计的 原则
人机界面设计应该简洁明了、易于操作、符合 用户的习惯和心理，遵循一致性、反馈、可控 性等原则。
人机界面设计的案例分析
案例一 成功经验总结
案例三 改进建议提出
案例二 失败教训反思
人机界面设计的未来趋势
用户体验
01 更加注重用户感受
个性化定制
02 根据用户需求定制界面
安全人机工程学简介
汇报人： 时间：2024年X月
目录
第1章 安全人机工程学简介 第2章 人类认知特性与人机交互 第3章 人机系统设计 第4章 人机界面设计 第5章 人机系统安全与风险管理 第6章 总结与展望
● 01
第1章 安全人机工程学简介
什么是安全人机工程学？
设计和优化人机系统
最大限度地优化人类 体验
个性化设计
根据用户偏好和习惯，定制个性化 的界面和功能。 提供定制化的用户体验，增强用户 满意度。
人性化设计
注重人类心理和行为特征，设计符合 人类习惯的交互方式。 提供更加人性化的用户体验，增加产 品易用性。
社会福祉
通过安全人机工程学的应用，为社 会带来更多福祉。 提升生活品质和工作效率，促进社 会发展进步。
减少用户学习成本。
可操作性原理
安全人机工程学资料整理(doc 7页)
安全人机工程学资料整理(doc 7页)第一章1、何谓人机工程学？其研究目的、内容、方法是什么？人机工程学就是运用生理学、心理学和技术学科及其它相关学科的知识，使机器和人相互适应，创造舒适安全的工作和环境条件，从而提高工效的一门学科。
1.人机工程学的研究目的：1）使机器和环境条件的设计适应于人；2）保证人的操作简便、省力、迅速准确、安全舒适；3）充分发挥人机效能，使整个系统获得最佳的经济效益和社会效益。
2.人机工程学的研究内容：1）人的因素；包括人的生理、心理、人体测量和生物力学；2）机的因素；显示器和控制器的设计；3）环境的因素；人机共处的空间条件、环境监测、控制技术及改善；4）人机系统的综合研究3.人机工程学的研究方法：人机工程学在研究中应遵循客观性和系统性原则。
1）实测法： 2）实验法： 3）分析法：4）调查研究法 5）计算机仿真法;6）图示模拟和模型试验法;7）感觉评价法。
2、何谓安全人机工程学？其研究对象及其内涵是什么？与工效人机工程学有何区别？安全人机工程学——是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
以安全为目标，以工效为条件。
研究对象——人、机、人机结合面三个安全因素。
人——指活动的人体，即安全主体。
机——包括劳动工具、机器（设备）、劳动手段和环境条件、原材料、工艺流程等所有与人相关的物质条件。
人机结合面——人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的界面3、何谓实测法、实验法？1）实测法：借助于仪器、设备、传感器和计算机等进行实测和控制的方法。
2）实验法：在人为设计的环境中或实验室测试实验对象的行为或反应的方法。
4、如何理解安全人机工程学与安全工程学的关系？与工效人机工程学的区别包含与被包含.人机工程学被分解为安全人机工程学和工效人机工程学两个不同方向上的应用学科；前者是从安全的角度和着眼点，侧重于人体的安全卫生，立足于人机结合面，在最大限度保障人的安全健康与舒适愉快的前提下，保证工作效率；后者则是从工作效率的角度和着眼点侧重于用人保证机的作用，立足于设备的效应，在最大限度地发挥设备效应以提高工作效率的前提下，保证活动者必要的安全卫生条件和活动环境。
安全人机工程学 第五章 人机系统的安全设计5
和操纵装置，其配色主要考虑：
①色彩与设备的功能相适应；
②设备配色与环境色彩相协调； ③危险与示警部位的配色要醒目； ④操纵装置的配色要重点突出，避免误操作； ⑤显示装置要与背景有一定对比，以引人注意和便于认读。
第五章 人机系统的安全设计
－5.作业环境设计
❖ 人机系统与它所处的环境息息相关，相互影 响。合理的环境设计可使人机系统发挥最大 的效能。
❖ 安全人机工程学所涉及的作业环境设计问题 主要是按照有关标准和要求对作业环境的改 善，其目标是形成一个良好的安全的作业环 境。
1.温度环境
1）高温作业环境
❖ 在有热源的生产场所，热源散热率＞89.72kJ/m3h ❖ 工作地点的气温(寒冷) ＞32°，炎热地区＞35°工作地点的
❖ 当环境温度低于人体皮肤温度时，刺激皮肤冷觉感受器产生 冲动，引起毛细血管收缩，使人体散热量减少。当温度进一 步降低时，肌肉会剧烈收缩、抖动以增加产热量，维持体温 恒定的现象，称为冷应激。在低温环境作业时间过长，会超 过人体的冷适应能力，使体温调节发生障碍，导致循环血量、 白细胞、血小板减少，血糖降低，血管痉挛等。影响人体机 能和健康。
热辐射强度＞4.186J/cm3min，或工作地点的温度在30°以 上,￠＞80%。 ❖ 作业者在高温环境中的反应和耐受时间受气温、湿度、气流 速度、热辐射、作业负荷、衣服的热阻值等几个因素的影响：
❖ 在高温作业下，人体通过呼吸、出汗和体表面的血管扩张向 外散热调节体温，以适应作业环境。若人体产热量大于散热 量时，将导致热积蓄，促使呼吸和心率加快，皮肤表面的血 流量急剧增加，有时可达正常时的 7倍之多，此现象称为热 应激现象。持续高温回导致人体热循环系统机能失调，造成 急性中暑或热衰竭；引起高血压消化系统疾病等。所以高温 作业环境应该对生产工艺和技术、保健措施、生产组织措施 等几个方面加以改善。
安全人机工程学的实践与运用
安全人机工程学在新技术领域的应用前景
人工智能与安全人 机工程学的结合
物联网技术在安全 人机工程学的应用
大数据对安全人机 工程学的推动作用
未来新技术领域的 安全人机工程学挑 战与机遇
案例分析
案例一：安全人机工程学在机械设计中的应用案例
案例背景：介绍 机械设计领域中 存在的安全问题 以及人机工程学 在该领域的应用
安全人机工程学的发展需要不断加强理论研究和实际应用，提高安全意识和技能水平
对未来发展的展望
人工智能技术的进一步发 展
安全人机工程学在各行业 的广泛应用
未来人机交互界面的优化 与改进
未来安全人机工程学的研 究方向与重点
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汇报人：
安全人机工程学的研究对象
人机系统：研究人与机器之间的交互作用和影响 人的因素：研究人的生理、心理、行为等方面的特点和规律 机器的因素：研究机器的设计、制造、使用等方面的特点和规律 环境因素：研究环境对人机系统的影响和作用 安全性：研究如何保障人机系统的安全性和可靠性
安全人机工程学 的实践
驾驶员培训的改进：通过人机工程学的应用，改进驾驶员的培训方式和内容，提高驾驶员的安全意 识和操作技能。
安全人机工程学在建筑行业中的应用
安全人机工程学在建筑设计中的应用：通过合理的人机工程学设计，提高建筑物的安全性、舒适 性和易用性。
安全人机工程学在建筑施工中的应用：通过人机工程学原理，优化施工流程，减少施工事故，提 高施工效率。
人的听觉特性：利用声音信号进行安全 警示和提醒
人的触觉特性：通过触摸反馈机制提高 操作准确性和安全性
人的运动特性：根据人体力学原理设计操 作界面和工具，降低操作难度和疲劳度
人的心理特性：通过人机交互设计提高 用户满意度和操作效率
安全人机工程学
安全人机研究的主要内容：1.人的特性研究2.机的特性研究3.环境特性研究4.人—机关系的研究5.人—环关系的研究6.人—机—环境系统总体性能的研究7.事故预防以及事故致因的研究事故的基本特性：1事故的因果性2事故的偶然性必然性和规律性3.事故的潜在性再现性与预测性（选）事故因果连锁理论又称作因果继承原则。
损失←一次原因（直接原因）←二次原因（间接原因）←基础原因事故因果类型1.多因致果型2.因果连锁型3.集中连锁复合型多米诺骨牌事故模型：人员伤亡的发生时事故的结果，事故的发生是由于人的不安全行为和物的不安全状态，人的不安全行为和物的不安全状态是由于人的缺点造成，人的缺点是由于不良环境诱发或由先天的遗传因素造成能量意外转移理论：如果发生事故时意外释放的能量作用与人体，并且能量的作用超过了人体的承受能力，则将造成人员伤害；如果意外释放的能量作用于设备，建筑物，物体等，并且能量的作用超过他们的抵抗能力，则将造成设备，建筑物，物体等的损坏轨迹交叉理论：基本思想是：伤害事故是由许多相互联系的事件顺序发生的结果。
概括起来分为人与物两大系列。
当人的不安全行为和无得不安全状态在各自法杖是，如果在一定的时间和空间上着发生了接触，于是导致能量转移到人体上，便发生了伤害事故事故的统计规律即事故法则（事故三角形），又称1:29:300法则，即没330个事故中，会造成死亡重伤1次，情商微伤事故29次，无伤事故300次（简答必考）事故的预防原则：I技术原则1.消除潜在危险的原则2.降低潜在危险严重度的原则3.闭锁原则4.能量屏蔽原则5.距离保护原则6.个体保护原则7.警告，禁止信息原则8作业时间保护原则II组织管理原则1.系统整体原则2.计划性原则3.效果性原则4.责任制原则5.坚持合理的安全管理体制原则III安全教育原则（名词解释共4个）基本状态：指人体清晨进食前，静卧半小时后水平仰卧，肌肉松弛，清醒而精神放松的状态（选）人的生理节律性分为：昼夜节律，周节律，月节律范格热舒适方程需满足以下3个最基本条件：1.人体必需处于热平衡状态2.皮肤平均温度应具有与舒适相适应的水平3.为了舒适，人体应具有最佳的排汗率，排汗率也是新陈代谢率的函数人体能量产生机理：1三磷酸腺苷在人体内分解为二磷酸腺苷（ADP）产生能量，这种能量直接供给肌肉收缩，是肌肉收缩的唯一直接能量来源2磷酸肌分解所产生的能量可供ADP 转化为ATP 3糖原或脂肪在氧供应充足的条件下进行完全分解，产生代谢产物二氧化碳和水，并释放大量能量产能通过三种途径1.ATP-CP系列CP+ADP<=>Cr（肌酸）+ATP 2.需氧系列葡萄糖或脂肪+氧ATP 3.乳酸系列葡萄糖（糖原）ATP+乳酸基础代谢：生理学将人清醒，静卧，空腹以及室温在20℃左右定位基础条件，人在基础条件下的能量代谢称为基础代谢。
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安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
5、听觉特性 （1）人耳构造和听觉过程（见图3-8，图3-9） 将声能有骨膜经放大传达到相当于鼓膜面积1/20 的卵圆窗，继而传给前庭阶的液。传到前庭的每 一个振动，都使一定量的液体从前庭向耳蜗的前 庭阶移动，并使听细胞受到刺激，转化成神经脉 冲，经听神经传给大脑，这就是听觉过程。 （2）听觉特征 可听范围 （见图3-10） 能感觉到的频率范围16-20000Hz，最佳2020000Hz，但随着年龄的增长，频率感受的上限逐 年连续降低。
表3－4
听觉 触觉
反应时间随感觉通道的变化
味觉
视觉 嗅觉 咸味 甜味 0.446 酸味 0.523 苦味 1.082
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T （秒 ）
0.115 ～ 0.182
0.117 ～ 0.201
0.188 ～ 0.206
0.200 ～ 0.370
0.308
表3－5
动作部位 握取 手 旋转 脚
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图3－6 学 ︵ 第 三 章 ︶
图3－7a 几种常见视觉错误
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图 3- 7 b
一系列视错觉图
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图
3-7c
视 错 觉 图
二、人的反应时间
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1、定义 2、影响反应时间的影响因素
随感觉通道不同而不同 （见表3-4） 与运动器官有关 （见表3-5） 与刺激性质有关 （见表3-6） 随执行器官不同而不同（见表3-7） 与刺激数目的关系 （见表3-8） 与颜色的配合有关（见表3-9） 与年龄有关（见表3-10） 与训练有关
视觉 听觉 嗅觉 味觉 皮肤 感觉 深部 感觉 平衡感 觉
感觉 器官
眼 耳 鼻 舌 皮肤及 皮下 组织 肌体 神经 及关节 前庭 器官
适宜刺激 光 声 挥发和飞 散的物质
鉴别 报警、 联络 报警、 鉴别 鉴别 报警
被唾液溶 解的物质
物理或化学物 质对皮肤作用 物质对肌 体的作用 运动和位 置变化
表3－2
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5、听觉特性 （2）听觉特征 方向敏感度 根据声音到达两耳的时间先后和响度差别 可判定声源的方向。频率越高，响应对于 方向的依赖程度越大。 掩蔽效应 一个声音被另一个声音所掩盖的现象称为 掩蔽。一个声音的听阈因另一个声音的掩 蔽作用而提高的效应称为掩蔽效应。
精细工作
安装收音机、 电视机 印刷机、钻井机、 机床旁工作 包装、粗磨 黑板、开汽车
25～35（多 为30～32）
40～60
中等粗活 粗 远 活 看
50以下 50～150 150以上
至80 30～250 250以上
坐着或站着 多为站着 坐着或站着
（3）常见的几种视觉现象
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图2
人的神经系统结构
2、感觉的基本特征
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感觉可以说是一切知识源泉，是人们认 识世界获得信息的门户，也是各种复杂 的高级心理过程（如记忆、思维、想象、 情感）的基础。在生产过程中，培养和 发挥大家的感知能力，对减少和防止事 故的发生具有十分重要的意义。 感受器是指分布在体表或各种组织内部 的能够感受机体内外变化的一种组织或 器官。感觉器官是机体内的感受器，如 视觉器官、听觉器官、前庭器官等。
第一节 人的生理特性
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶ 一、人的感知特性
1、人的感知反应过程 人机系统 （见图3-1） 人的神经系统结构（见图2） 感觉和知觉合称感知。感觉反映的是客观 事物的个别属性，知觉反映的是客观事物 的整体属性。感觉是知觉的基础，没有感 觉，也就不可能有知觉。对事物的个别属 性的反映的感觉越丰富，对事物的整体反 应的知觉就越完整、越正确。
2、感觉的基本特征 安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
人的各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限。 （表3-1） 从人的感觉阈限来看，刺激本身必须达到一定强度才 能对感受器官发生作用。（表3-2） 一种感受器官只能接受一种刺激和识别某一种特征， 眼睛只接受光刺激，耳朵只接受声刺激。人的感觉印 象80%来自眼睛，14%来自耳朵，6%来自其他器官。 同时有多种视觉信息或多种听觉信息，或视觉与听觉 信息同时输入时，人们往往倾向于注意一个而忽视其 它信息，如果同时输入的是两个强度相同的听觉信息， 则对要听的那个信息的辨别能力将下降50%，并且只 能辨别最先输入的或是强度校大的信息。 感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低， 产生适应现象。
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5、听觉特性 （2）听觉特征 可听声音的强度（见图3-11） 听阈指在某频率下，仍能够听到的该纯音的最小声级的分 贝数，也称听力。 图3-11表明： ①在800-1500Hz这段频率范围内，听阈无明显变化； ②低于800Hz，可听响度随着频率的降低而明显减小； ③在3000-4000Hz之间达到最大的听觉灵敏度，在该频率 范围内灵敏度高达标准指的10倍； ④超过6000Hz灵敏度继续下降，大约在17000Hz，减至标 准值得1/10； ⑤除了200-5000Hz之间有一段谷值外，开始感觉疼痛的极 限声强几乎与频率无关； ⑥在1000Hz时平均听阈值为10-12（Wm-2）。
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4、人的视觉及其特性 （2）视觉的基本参数 波长和强度效应 视角（见图3-3） 视角是确定被观测物尺寸范围的两端光线射入眼球 的相交角度，视角的大小与观察距离及被观测物体 上两端点直线距离有关。 视力 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，医学上视敏度即为视力。 视野（见图3-4，图3-5 ） 视野（静视野）是指当头部和眼球固定不动时所能 看到的正前方空间范围，眼球自由转动（动视野） 视距（见表3-3） 视距是指人在操作系统中正常的观察距离。 色觉
（4）视觉运动规律
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眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的 东西，后看到垂直方向的东西。 视线运动的顺序习惯于从左到右，从上至下，顺时针 进行。 对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、 迅速、且不易疲劳。 当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，观 察率优先的顺序是左上、右上、左下、右下。 两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况下不可 能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在操作中一般不 需要一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。 人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。 颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。当人们从远处 辨认前方的多种不同颜色时，其易于辨认的顺序是红、 绿、黄、白。当两种颜色相配在一起时，易于辨认的 顺序是：黄底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字 等。
暗适应与亮适应 （见图3-6） 在黑暗中视觉感受性逐渐提高的过程叫暗适 应；对光适应的过程叫亮适应。 亮暗的频繁变化，眼睛不能很快适应，不仅 增加了眼睛的疲劳而且观察和判断容易失误， 从而导致事故的发生。 对比感度 人眼刚刚能辨别到物体时，背景与物体之间 的最小亮度差称为临界亮度差，其与背景亮度 之比成为临界对比。临界对比的倒数称为对比 感度。 视错觉 （见图3-7a，图3-7b，图3-7c ） 人观察外界物体形象和图形所得的印象与实 际形状和图形不一致的现象。
前进
表3－1
刺激及感觉反应
识别特征 形状、大小、位置、 远近、色彩、明暗、 运动方向等 声音的高低、 强弱、方向和远近 辣气、香气、臭气 甜酸、苦辣、咸等 触觉、痛觉、 温度觉、压觉 撞击、重力、姿势等 旋转运动、直线 运动和摆动等 调整 作 用
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感觉 种类
（2.2－5.7）×10-8J 1×102J/m2
9．13×10-6kg·J/m2· s
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3、知觉的基本特征 人的知觉一般分为空间知觉，时间知 觉，运动知觉与社会知觉等，它们有 如下共同特征： 知觉的整体性 （见图3） 知觉的理解性 （见图4） 知觉的恒常性 知觉的选择性 （见图5）
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图3
知觉的整体性
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图4
知觉的理解性
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图5
人头托盘双关图
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4、人的视觉及其特性 （1）人眼的构造 视觉是由眼、视神经和视觉中枢共 同完成，眼是视觉的感受器官。 眼球的基本结构（见图6） 眼球的水平解剖图 （见图3-2） 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。 视网膜的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 传导到各视觉中枢。
人体主要感觉阈值
感 觉 阈 上 限
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感觉
下
限
视觉 听觉 嗅觉 味觉 触觉 温度觉 振动觉
（2.2～5.7）×10-17J 1×10-12J/m2 2×10-7kg/m3 4×10-7(硫酸试剂摩尔浓度) 2.6×10-9J 6.28×10-9kg · 2· J/m s 振幅2.5×10-4mm
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图3－8 人耳的构造
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