地大《安全人机工程》离线作业(1)

地大《安全人机工程》离线作业
简答题：
1．人机工程学的定义、研究方法和研究内容。

答：安全人机工程学，可以定义为：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。

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、以工效为目标的工效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。

研究人、机械、环境三者之间的相互关系，探讨如何使机械、环境符合人的形态学、生理学、心理学方面的特性，使人一机械一环境相经协调，以求达到人的能力与作业活动要求相适应，创造舒适、高效、安全的劳动条件的学科。

安全人机工程学的研究方法：
其基础研究的方法与人机工程学的研究方法基本相同，但是研究问题的角度和着眼点与工效(工作、活动效率)人机工程学相对成为同一研究领域的两个不同的研究侧面，即不同侧重点。

安全人机工程学是从适合人的角度和着眼点例重于研究人机结合面。

安全人机工程学的研究方法主要有调查法、实验法和模拟法。

安全人机工程学研究的内容
安全人机工程学研究的内容大体包括：
（1）．研究人机之间分工及其相互适应问题。

分工要根据两者各自特征，发挥各自的优势，达到高效、安全、舒适、健康的目的。

（2）．研究信息传递过程。

人与机器在操作过程中要不断传递信息，因此，机器上各种显示器、控制器要设计得适合于人使用。

（3）．研究作业环境，创造安全的条件。

生产场所有各种各样的环境条件，例如高温、高湿、振动、噪声、空气中的有害物质、工作地的状况等。

这些因素，都会影响人的健康。

安全人机工程学研究的目标，是要将这些因素控制在规定的标准范围之内，使环境条件符合人的生理和心理要求，从而使操作者感到舒适和安全。

（4）．研究安全装置。

许多设备都有“危区”，若无安全装置、屏障、隔板、外壳、将危区与人体隔开，便可能对人产生伤害。

因此，设计可靠的安全装置，是安全人机工程学的任务。

（5）．选择合适的操作者。

人的个体差异，使操作者对工作的适应程度不同。

在人事安排上，要研究人机关系的协调性，人适其职，才有利于安全生产。

（6）．研究生产过程中，操作者疲劳的特点以及减轻疲劳和紧张度的措施。

（7）．研究人机系统的可靠性，保证人机系统的安全。

研究事故的预防和危险情况的控制。

2．能量代谢率、氧需、劳动强度的定义及疲劳形成的机理。

答：能量代谢率：为了消除个人之见的差别，采用劳动代谢量和基础代谢量之比来表示某种体力劳动的强度，这一指标称为能量代谢率（RMR)
氧需：作业时人体所需要的氧量决定于劳动强度。

劳动一分钟所需要的氧量即是氧需。

劳动强度：定义：作业中人在单位时间内做功和肌体代谢能力之比。

疲劳是一种非常复杂的生理和心理现象，它并非由单一的、明确的因素构成，目前对疲劳的定义也有很大的差异。

一般来说，在生产过程中，劳动者由于生理和心理状态的变化，产生某一个或某些器官乃至整个机体力量的自然衰竭状态，称为疲劳。

疲劳感是人对于疲劳的主观体验，作业效率下降是疲劳的客观反映。

疲劳具有双重性的生理意义。

积极意义在于它是人体的一种保护性反应。

消极作用在于长时间和反复性出现疲劳会对人体有害。

疲劳产生的机理
疲劳是劳动过程中人体器官或机体发生的自然衰退状态，是人体能量消耗与恢复互相交替，中枢神经产生自卫性抑制的正常生理过程。

1.疲劳物质累积理论在劳动过程中，劳动者体力与脑力的不断消耗，在体内逐渐积累起某种疲劳物质(有人称其为乳酸)，这种物质在肌肉和血液中大詹累积，使人的体力衰竭，不能再进行有效的作业。

奥博(D．J．Oborne)基于生物力学的理论对这一假说又作了进一步的分析，由于乳酸分解后会产生液体，滞留在肌肉组织中末被血液带走，使肌肉肿胀，进而压迫肌肉间血管，使得肌肉供血越发不足。

倘若在紧张活动之后，能够及时休息，液体就会被带走。

若休息不充分，继续活动又会促使液体增加。

若在一段时间内持续使用某一块肌肉，肌肉间液体积累过多而使肌肉肿胀严重，结祟是肌肉内纤维物质的形成，这将影响肌肉的正常收缩，甚至造成永久性损伤：
2.力源消耗理论劳动者不论从事脑力劳动还是体力劳动，都需要不断消耗能量。

轻微劳动，能量消耗较少，反之亦然。

人体的能量供应是有限的，随着劳动过程的进行，体能被不断消耗，于是由于一种可以转化为能量的能源物质“肌糖原”储备耗竭或来不及加以补
充，人体就产生了疲劳
3.中枢神经系统变化理论劳动过程中，人的中枢神经系统将会产生一种特殊的功能，即保护性抑制，使肌肉组织不致过度消耗而受损，保护神经细胞免于过分疲劳。

如人体疲劳时，尽管想看书，却会不能自制地磕头而睡。

在这种意义上，疲劳是对机体起保护作用的一种“信号”。

4.生理变化理论在劳动中，由于作业及环境引起体内平衡紊乱状态而产生了疲劳。

即肌肉活动和收缩时，减少了体内淀粉的含量，分解为乳酸，并放出热能供肌肉活动，当体内淀粉含量不足或供不应求时，就产生明显的疲劳现象。

当身体休整后，肝脏重新又源源不断地提供动物淀粉，肌肉本身也有能力将一部分乳酸恢复为淀粉，另一部分送回肝脏重新合成，使得劳动状态继续进行下去。

5.局部血流阻断理论
静态作业(如持重、把握工具等)时，肌肉等长收缩来维持一定的体位，虽然能耗不多，但易发生局部疲劳。

这是因为肌肉收缩的同时产生肌肉膨胀，且变得十分坚硬，内压很大，将会全部或部分阻滞通过收缩肌肉的血流，于是形成了局部血流阻断。

人体经过休整、恢复，血液循环正常，疲劳消除。

3．显示器在布局上要注意哪些问题。

答：计算机运算速度很快，输入数据、编制程序和打印结果很慢，机器经常处于空闲状态，也是因为没有考虑和研究人机接口系统和人机功能分配等因素引起的。

在人机系统中操纵人员被看作系统中的一个元件。

操作人员通过感觉器官(视、听、触、嗅、味)接收来自机器的信息，了解其意义并予以解释，或先进行计算，再把结果与过去的经验和策略进行比较，然后作出决策。

作出决策后，人通过控制器官(手、脚等)去操纵机器的操纵器，如开关、按钮、操纵杆、操纵盘、光笔或呼口令等，来改变机器的运转情况。

机器随即发出新的信息，如此重复不断。

人机系统不是孤立存在的，而是存在于某种环境之中。

环境特性影响人的效率和行为。

环境因素包括温度、湿度、噪声、照明、加速、振动、污染和失重等。

建立人机系统，必须考虑以下五个方面：人员选择训练(包括训练设备)、设备设计、操作程序和环境。

建立复杂的人机系统，除了这五个方面外，还要考虑人机系统的系统性能、人和机器的特性等，采用系统科学或信息科学的方法来设计和分析，然后进行系统试验，检查系统性能和操纵人员操纵的难易程度。

4．试分析人产生不安全动作的的原因，
答：不安全的操作动作主要包括习惯性动作、无意动作和操作难度(高难)动作。

习惯性动作是人的一种具有高度稳定性和自动化(本能性)的行为模式,在紧急状态下,人的习惯性行为会顽强地表现出来,彻底冲跨经训练而建立起来的行为模式。

因此,当操作者的习惯性动作与工作时要求的动作相左时,在紧急情况下,极易造成事故。

减少由此而引起的事故的办法是使工作时要求的动作与操作者的习惯性行为模式相协调一致。

无意动作是在作业中当操作者大脑意识水平暂时性下降或动作路线不佳,动作用力不当,身体平衡失调时,都可能发生无意识动作失误,进而导致事故发生。

防止发生无意识动作失误的对策是将机器的控制系统设计成具有连锁装置或利用监视器、动作警报器进行误操作监视,以阻止人为差错发展为事故。

高难动作问题,操作越复杂,难度越大,需要操作者反应的时间过长,反应动作过多,这样,造成差错而导致事故的可能性就越大。

因此,对于操作难度大的机器,必须利用各种编码方式,给操作者非常明确的提示。

类似所阐述的方式都是克服不安全操作动作产生的冗余条件。

5．人机系统设计的原则是什么。

答：通过如下的设计：
1、工作空间和工作设备的设计
2、工作环境设计
3、工作过程设计
达到如下要求：
1、完成预定目标
2、人机协调
3、输入和输出功能需复合设计能力
4、考虑环境因素的影响
5、是一个完善的反馈闭环回路系统。