安全人机工程学3
第5章_人机的信息界面设计(3)_安全人机工程学
5.1 人机信息界面的形成 主 要 内 容 5.2 视觉信息显示设计 5.3 听觉信息传示系统 5.4 操纵装置设计
5.5 操纵与显示相合性
5.3 听觉信息传示设计
5.3.2 言语传示装置
用语言传递人与机器的信息，使其具有一定的表达能力。传递和 显示言语信号的装置称为言语传示装置。
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5.3.3 听觉传示装置的选择 1.音响传示装置的选择原理
在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应 最小的范围内。 使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能引起人的注意。 最好组成视、听双重报警信号。 音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声波强度，使用较 低的频率。 注意音响装置的多少，避免各信号间的相互干扰。
图5-13 常用手控操纵器的尺寸
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5.4 操纵装置设计
5.4.3 脚控操纵器的设计
适宜的操纵力，参阅表5-21 脚控操纵器的尺寸
脚踏板：矩形，宽度>2.5cm，踏下行程6-17.5cm防滑齿纹； 脚踏按钮：取代手控，可快速操纵，直径5-8cm，行程1.2-6cm。
脚踏板结构形式的选择，见下图
效率：187
(a)操纵器与显示器方向相合性 (b)操纵习惯模式
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5.5 操纵与显示相合性
5.5.3 操纵－显示的编码和编排相合性
重要的原则就是操纵－显示的编码应尽可能一致，见下图。
神七3名航天员心里相容性最高，见视频
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作业与思考题
1. 2.
3.
4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
位置编码 尺寸编码 颜色编码 符号编码
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补充知识：相容性
所谓相容性(或一致性)是指刺激与反应间关系与人们预期 的一致的程度。
安全人机工程学课后习题答案
安全⼈机⼯程学课后习题答案安全⼈机⼯程学第⼀章⼀，⼈机关系随社会的发展有很⼤的变化，请举例说明其变化及其特点答：1 原始⼈机关系，旧⽯器时代的⽯⼑、⽯枪、⾻针等⼯具⼤部分呈直线形状，有利于⼈使⽤；到新⽯器时代，⼈类所⽤的锄头、铲⼑及⽯磨等的形状，更适合⼈的使⽤。
那是的⼈类在⽤这些⼯具进⾏笨重的体⼒劳动时，就⾃发地存在保护⾃⼰和提⾼劳动效率两⽅⾯需要解决的问题。
2 经验⼈机关系，这些⼯具由于⼈的使⽤经验、体会促使⼈机关系有简单到复杂，由低级到⾼级，由⾃发到⾃觉，逐渐科学化。
但这个时期的⼈机关系及发展只是建⽴在⼈类不断积累经验和⾃发的基础上。
3 ⼈机关系越来越复杂，机器要求操作者接受⼤量的劳动成果，例如：飞机的飞⾏，座舱及仪表位置设计考虑⼈的⽣理、⼼理和⽣物⼒学特性等。
⼆，如何理解⼈机⼯程学的含义？答：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、舒适地⼯作，并取得满意的⼯作效果的⼀门科学。
三，阐述⼈机⼯程学与安全⼈机⼯程学的联系与区别。
答：安全⼈机⼯程学是从安全的⾓度和⼈机⼯程学的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。
安全⼈机⼯程学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主要侧重于从适应⼈的安全性特征去研究⼈机界⾯。
四、举例分析你所熟悉的⼀个⼈机系统的⼈、机及其结合⾯答：计算机。
在⼈机系统中，存在⼀个⼈与机相互作⽤的“⾯”，所有的⼈机信息交流都发⽣在这个⾯上，通常把这个“⾯”称为⼈机界⾯。
在⼈机界⾯上，向⼈表达机械运转状况的仪表或器件叫做显⽰器。
对机械来说，显⽰器执⾏的功能是输出，⽽对⼈来说，是输⼊。
⽽显⽰器就是⼈与计算机的结合⾯。
⼈即安全主体。
机这⾥是指计算机。
五、请说明安全⼈机⼯程学在安全⼯程学中所处的地位与作⽤答：安全⼈机⼯程学是安全⼯程学学科体系的⼀部分也是实现安全⼯程学的科学依据和最活跃的⼈的作⽤因素，它与其他三个⼦系统相互交叉、渗透、影响、制约、互为补充，从⽽构成了安全⼯程学这⼀整体。
安全人机工程学
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和谐人车路
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哈顿矩阵9 哈顿矩阵9个单元中的每一个都会对事故或伤 亡有直接或间接的影响
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交通事故中与人有关的原因占93%--94%，这说明人是 交通事故中与人有关的原因占93%--94%，这说明人是 事故的关键因素
表7--6 --6
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安全人机工程学
介绍
安全人机工程学，可以定义为： 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， 的角度和着眼点，运用人机工程学的原和方法去解决人机 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， 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、 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、 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、 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， 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， 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。 适应，创造舒适、高效、安全的劳动条件的学科。
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第七章安全人机工程的实践与应用
------道路交通运输安全人机工程 道路交通运输安全人机工程
现代化的运输业于国民经济的发展和人民生活水平的提 高息息相关，是一系列产业的市场和支柱， 高息息相关，是一系列产业的市场和支柱，在国民经济中具 有极其重要的地位和作用。 有极其重要的地位和作用。
中南大学《安全人机工程》课程作业三及参考答案
(一) 单选题1. 人体在规定的位置上进行作业时(如操纵机器、维修设备等),必须触及的空间，即作业范围，或称为( )。
(A) 作业活动空间(B)作业接触空间(C) 安全防护空间(D)作业休息空间参考答案： (B)2. 人机界面主要指( )。
(A) 控制和运行系统 (B) 控制系统 (C) 显示系统(D) 显示和控制系统参考答案： (D)3. 为了防止和减轻眩光对作业的不利影响，人们采取了很多措施有，但下列( )对防止和减轻眩光无明显效果。
(A) 限制光源亮度 (B) 合理分布光源 (C) 采用直射光源(D) 适当提高环境亮度以减少亮度对比。
参考答案： (C)4. ( )光线的90%至更多的光都照在天花板和墙面上，通过反射来照明，故不会产生阴影。
(A) 散射光源(B) 背景光源(C) 反射光源(D) 透射光源参考答案：(C)5. 作业环境中的照明一般有三种形式，即天然采光、人工照明、( )。
(A) 近距离采光(B) 远距离采光(C) 移动采光(D) 混合采光参考答案：(D)6. 根据操纵器和显示器的功能进行适当的划分，把相同功能的配置在同一分区内。
这是控制与显示系统的设计的( )原则。
(A) 功能性(B) 准确性(C) 关联性(D) 优先性参考答案：(A)7. ( )是指系统的功能分配要适合于人的生理和心理的多种需求，有意识地发挥人的技能。
(A) 剩余分配原则(B) 经济分配原则(C) 比较分配原则(D) 宜人分配原则参考答案：(D)8. 安全人机系统主要包括人、机、( )三部分。
(A) 环境(B) 设备(C) 厂房(D) 家庭参考答案：(A)9. ( )是指在作业面及其周围光的照度。
(A) 光的数量(B) 光强(C) 照度(D) 亮度参考答案： (A)10. 根据有关测定，气温( )时，是温度环境的舒适区段，在这个区段里，体力消耗最小，工作效率最高，最适宜于人们的生活和工作。
(A) 5℃~21℃ (B) 15℃~21℃ (C) 15℃~35℃ (D) 21℃参考答案： (B)11. 为了保障人体安全，避免人体与危险源(如机械转动部位等)直接触所需要的空间称为( )。
教学课件 人机工程学(第三版)--丁玉兰
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－机－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
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。
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。
1. 均值
x
1 n
n i 1
xi
2.方差 3.标准差
s2
1n
n 1 i1
2
xi x
1 n 1
n i 1
xi 2
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人机工程学（第三版）
多媒体教学课件
课件目录
第1章 人机工程学概论 第2章 人体测量与数据应用 第3章 人体感知与运动系统 第4章 人的心理与行为特征 第5章 人机的信息界面设计 第6章 工作台椅与工具设计 第7章 作业姿势与动作设计 第8章 作业岗位与空间设计 第9章 人与环境的界面设计 第10章 事故控制与安全设计 第11章 人机系统总体设计 第12章 人机工程发展趋势
安全人机学要点
1．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，使机器和人互相适应，创造舒适和安全工作与环境条件，从而提高工效的一门科学。
2.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。
3.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。
4. 安全人机工程学主要是从安全的角度和以人机工程学中的安全为着眼点进行研究的，其研究对象是人、机和人机结合面三个安全因素。
其目的：研究以保证工作(包括各种活动)效率为必要条件和以追求实现人的安全(含健康，下间)为目标，研究实现这一要求所需要的人机学型沦、入法、手段和采取安全设备工程或其他工程措施的依据。
5.三大实验：铁锹作业试验研究、砌砖作业试验、肌肉疲劳试验。
6. 安全人机工程学的主要研究目的是：对上述综合体建立合理的方案，更好地在人机之间合理地分配功能、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生和舒适的环境，达到保障人的健康、舒适、愉快地活动的日的，同时提高活动效率。
7、人机工程学的研究目的：<1>设计机器和设备及其工艺流程、工具以及信息传递装置与信息控制设备时，必须考虑人的各种因素---生理的和心理的及人体测量参数、生物力学的需要与可能。
<2>要使人操作简便、省力、快速而准确<3>要使人的工作条件和工作环境安全卫生和舒适。
<4>最终目的是为了使人机系统协调，保障安全健康和提高工作效率。
8、人机工程学的研究内容：人的因素方面、机的因素方面、环境因素方面、人机系统的综合研究。
9、研究方法的基本原则：客观性、系统性原则10、研究方法：实测法、实验法、分析法、调查研究法、计算机仿真法、图示模拟和模型试验法、感觉评价法、11、发展过程：原始人机关系—经验人机关系—人机工程学12、测量基准面：矢状面、正中矢状面、冠状面、水平面、眼耳平面13、人体测量数据的运用准则：最大最小准则、可调性准则、平均准则、使用最新人体数据准则、地域性准则、功能修正与最小心理空间相结合准则、标准化准则、姿势与身材相关联准则、合理选择百分位和适用度准则。
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。
安全人机工程学重点
1.安全人机工程学：时从安全的角度和着眼点研究人和机的关系的一门学科，其立足点放在安全上面，以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。
2.人机功能分配：对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当的分配给人和机3.人机结合面：就是人和机在信息交换和功能上接触呢或互相影响的领域4.人的反应时间：人从接收外界刺激到做出反应的时间5.疲劳：就是人体发生可以概括为失去功能或打乱这样的变化，引起生理活动的变化就是的发生机能变化，物质变化，自觉疲劳和效率变化的现象6.人机系统的构成及人机三要素：人机系统由信息输入，信息储存，信息处理和执行功能四部分组成人机三要素：○1人的三要素：中枢神经系统，感觉器官和行动器官○2机器的三要素：机器本体，显示部分和操作部分7.人机工程的任务或目的？对人类活动的场所，即人和机以及人机关系及环境条件的综合体，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，有效发挥人的作用，最大限度的为人提供安全卫生和舒适的环境，保障人的健康，舒适，愉快的活动，同时提高活动效率。
8.试述安全人机工程的研究方法？主要有观察法，实验法，实测法，模拟和模型试验法，计算机数值仿真法，分析法，调查研究法。
9.试述人体测量数据的应用准则？准则有最大最小准则，可调性准则，平均准则使用最新人体数据准则，地域性准则，功能修正与最小心理空间相结合的准则，标准化准则，姿势与身材相关联准则，合理选择百分位和使用度准则10.如何选用百分位和适用度？常见的依据有：○1凡间距类设计常取第95百分位的人体数据○2凡净空高度类设计，常取第99百分位的人体数据○3凡属于可及距离类设计，一般使用低百分位数据○4座面高度类设计，常取第5百分位的人体数据○5隔断类设计视情况而定○6公共场所工作台面高度类设计，从女子第第5百分位到男子第95百分位数据。
11.为何要进行功能修正量和心理修正量的确定，怎样确定？○1根据人体数据运用准则，凡涉及人体尺寸的设计，必须考虑到实际中人的可能姿势，动态操作，着装等需要的设计裕度，所以这些设计裕度总计为功能修正量，功能修正量常用的实验方法去求得，也可以通过统计数据获得○2根据人体数据运用准则，为了消除人们邻里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，或者是为了满足人们求美求奇等心理需求涉及人的产品和环境空间涉及，必须在附加一项必要的心里空间尺寸，即心理修正量。
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
2024版人机工程学(第三版)
目录•人机工程学概述•人体因素与人的特性•人机界面设计原理•作业空间设计与人机系统优化•劳动安全与事故防范策略•未来发展趋势与挑战人机工程学概述定义与发展历程定义人机工程学是研究人、机器及其工作环境之间相互作用的学科，旨在优化人与机器系统的交互，提高工作效率和人的舒适度。
发展历程人机工程学起源于20世纪初的工业生产领域，随着计算机技术的发展，逐渐扩展到办公自动化、交通运输、航空航天等领域。
研究对象与范围研究对象主要包括人、机器和工作环境三大要素。
其中，人是指操作者的生理、心理特征以及行为习惯等；机器是指各种设备、工具、装置和系统等；工作环境是指工作场所的物理环境、社会环境以及组织管理等。
研究范围人机工程学的研究范围涉及多个领域，如工业设计、人机交互、人因工程、可用性工程等。
学科特点及意义学科特点人机工程学具有综合性、交叉性和应用性的特点。
它综合运用了心理学、生理学、医学、工程学等多学科知识，研究人与机器系统的交互问题。
学科意义人机工程学对于提高生产效率、保障人类健康和安全、改善生活质量等方面具有重要意义。
通过优化人与机器系统的交互，可以提高工作效率，减少事故和错误，降低人的疲劳和不适感，从而提高生产效益和生活质量。
人体因素与人的特性包括视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉，是人接收外界信息的主要途径。
负责传递和处理感官信息，控制人体运动和反应。
由骨骼、关节和肌肉组成，支持人体姿势和运动。
输送氧气和营养物质到身体各部分，同时排除废物。
感官系统神经系统运动系统循环系统0102 03认知过程包括注意、记忆、思维等，影响人对信息的处理和理解。
情感与情绪影响人的决策和行为，与人的需求和动机密切相关。
学习与技能形成通过经验和训练，人能够形成新的行为习惯和技能。
ABDC人体测量学研究人体尺寸、形状和功能的学科，为人机工程设计提供基础数据。
人体尺寸数据包括身高、坐高、臂长等，用于设计适合人体尺寸的产品和工作环境。
人体力量数据反映人在各种姿势和动作下的力量输出，为设计提供力学依据。
(完整版)安全人机工程学试题(附答案)
一、名词解释（每题4分，共20分）1．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研究人与机的关系的一门学科，其立足点放在安全上面，以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。
2．人机功能分配人机功能分配---对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当的分配给人或机，称为人机的功能分配。
3．人机结合面人机结合面---就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域。
4．人的反应时间人的反应时间---人从接受外界刺激到作出反应的时间，叫做反应时间。
5.疲劳疲劳---就是人体发生可以概括为失去功能或打乱这样的变化，引起生理活动的变化就是发生机能变化、物质变化、自觉疲劳和效率变化的现象。
二、填空题（每空1分，共20分）1．安全人机工程学主要是从安全的角度和以人机工程学中的安全为着眼点进行研究的，其研究对象是人、机、人机结合面三个安全因素。
2．人能够产生视觉是由视觉对象、可见光、视觉器官这三个因素决定的。
3．情绪状态可分为心境、激情、应激。
4．颜色视觉的三种特性明度色调饱和度5.“三同时”是指同时设计同时施工同时投产运行6. 人的认知可靠性模型将人的行为分为技能性、规则性、知识性三种类型。
7. 所接受的信息中视觉信息所占比例最大、听觉信息次之三、多项选择题（每小题2分，共10分）1.生理性疲劳除与劳动速度、强度和身心活动简单的因素有关外，还与（AB）工作环境因素有关。
A.劳动方式B.持续时间C.温度D.照明E.色彩2.在生产过程中发生的事故中，由人的失误引起的事故占有较大比例，而不注意又是其中的重要原因，据研究引起不注意的原因有以下几方面（）A对对象目的、任务理解 B.注意对象设计欠佳 C.注意的起伏D事先有预定目的 E.对对象有间接兴趣3.从形态和功能上可将人的机体划分为运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、循环系统、内分泌系统、感觉系统和神经系统共九个子系统。
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。
安全人机工程所有知识点
安全人机工程一、1英国是欧洲研究人机工程学最早的国家，美国是人机工程学最发达的国家。
2安全人机工程学定义：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的安全问题的一门新兴学科。
3与安全工程学的关系，安全工程学体系主要由以下四部分组成：1）安全管理工程学2）安全设备工程学3）安全人机工程学4）安全系统工程学二、1被测者姿势：立姿、坐姿。
2测量基准面：矢状面、正中矢状面、冠状面、水平面、眼耳平面。
3人体结构尺寸是指静态尺寸，人体功能尺寸是指动态尺寸。
4脚作业空间：与手相比，脚的操作力较大，但精准度较差，且活动范围较小。
5体内单位时间内所需要的氧气量叫需氧量。
成年人安静时每分钟的需氧量为0.2～0.3L/min。
在大凡情况下，摄氧量与耗氧量大致相等。
6供氧量与需氧量的差值称为氧债。
根据摄氧量和需氧量的关系，人体负荷量分为三类：常量负荷、高量负荷、超量负荷。
7最大心率，在安静时，正常男子、女子的心率约为75次/分。
8人体测量数据的准则：最大最小准则、可调性准则、平衡准则、使用最新人体数据准则、地域性准则、功能修正与最小心理空间相结合准则、标准化准则、姿势与身材相关联准则、合理选择百分位和适用度准则。
三、1人的感知特性概述：感觉是人脑对直接作用与感觉器官的客观事物的个别属性的反映。
知觉则是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的整体属性的反映。
感觉反映的是客观事物的个别属性，知觉反应的是客观事物的整体属性。
感觉是知觉的基础。
2人眼的构造：机体从外界获得的信息中80％以上来自视觉。
3人能够产生视觉的三要素：视觉对象、可见光、视觉器官。
可见光的波长范围在380～780nm。
4视角是确定被观察物尺寸范围的两端光线射入眼球的相交角度。
5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。
临界视角的倒数是视敏度。
6在大凡状态下，站立时自然视线低于水平线10度，坐着时低于水平线15度，观看展示物的最佳视线在低于标准视线30度的区域里。
安全人机工程学(3.1)
二、感觉和知觉
1.感觉 1.感觉： 感觉：
感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物的个别属性的反映；并不能反映客观 感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物的个别属性的反映； 事物的全貌。如颜色、气味、触觉等。 事物的全貌。如颜色、气味、触觉等。 人的感觉器官接受内外环境的刺激，并将其转化为神经冲动，通过传入神经， 人的感觉器官接受内外环境的刺激，并将其转化为神经冲动，通过传入神经， 将其传至大脑皮质感觉中枢，便产生了感觉。一切较高级的、 将其传至大脑皮质感觉中枢，便产生了感觉。一切较高级的、复杂的心理活动 如思维、情绪、意志等都是在感觉的基础上产生的。 如思维、情绪、意志等都是在感觉的基础上产生的。
一、神经系统
1. 神经系统组成及其功能
神经系统由中枢神经和周围神经组成。 神经系统由中枢神经和周围神经组成。
延髓、脑桥、中脑、 脑： 中枢神经 间脑、小脑、大脑 脊髓：中枢神经最低部位 12 脑神经（ 对） 神经系统 按解剖分 脊神经（31对） 周围神经 按功能分感觉传入神经 运动传出神经
神经系统是整个机体的主导系统，全身各器官系统均在神经系统的统一 神经系统是整个机体的主导系统， 控制和协调下，互相影响，互相协调， 控制和协调下，互相影响，互相协调，保证机体的整体统一及其与外界环 境的相互平衡。在此过程中，首先借助感觉器官接受体内外的各种信息， 境的相互平衡。在此过程中，首先借助感觉器官接受体内外的各种信息， 经中枢神经系统整合，再经周围神经系统控制调节各系统的活动， 经中枢神经系统整合，再经周围神经系统控制调节各系统的活动，从而使 机体得以适应多变的外部环境，同时也调节内部环境相对平衡。 机体得以适应多变的外部环境，同时也调节内部环境相对平衡。
(完整版)人机工程学讲义3
人体感知与信息处理感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的反映，因此既具客观性又具主观性。
人的主要感觉器官包括眼、耳、鼻、舌、皮肤，对应的感觉分别是视觉、听觉、嗅觉、味觉和肤觉。
此外，人对自身也有感觉、称为内部感觉。
光作用于视觉器官，使其感受细胞兴奋，其信息经视觉神经系统加工后便产生视觉。
其形成过程为：光线一角膜一瞳孔一晶状体(折射光线)—玻璃体(固定眼球)—视网膜（形成物像)--视神经(传导视觉信息一大脑视觉中枢(形成视觉)。
通过视觉，人可以感知外界事物的大小、形状、明暗、颜色、动静。
视觉是人最重要的感觉，至少有80%以上的外界信息经视觉获得。
视觉的优势是：可在短时间内获取大量信息；可利用颜色和形状传递性质不同的信息；对信息敏感，反应速度快；感试范围广，分辨率高；不容易残留以前刺激的影响。
但也存在容易发生错视和容易疲劳等缺点。
视觉机能是视觉器官毒客观事物识in能力的总称·包括视角、视力、视野、对比感度、颜色辨认等视角是观察物体时。
从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在射入眼球时的相交角度，视角a的大小与观察距离L和被看物体上两端点的直线距离D有关。
眼睛能分辨被看物体最近两点的视角，称为临界视角，正常眼的临界视角约为1'。
说明视力越好。
应用国际标准视力表远视力表检测，司际正常视力标准规定为1.0(用标准对数视力表检查时为5.0)，即临界视角为1'。
视力随着照度、背景亮度和物体与背景的对比度的增加而增大，随年龄的增加而下降。
注视野和动视野3类。
静视野是指在头部固定、眼球静止不动的状态下自然可见的范围。
注视野是指在头部固定、而转动眼球注视某一中心点时所见的范围。
动视野是指头部固定而自由转动眼球时的可见范围。
在人的3种视野中，注视野范围最小，以减少人眼的疲劳。
不同颜色对眼的刺激能引起感觉的范围也不同，称为颜色视野，白色的视野最大，其次是黄、蓝、红、绿等(图2.14)。
（小字）在垂直平面的视野是：假定标准视线是水平的，定为0°，则最大视区为视平线以上50°和视平线以下70°。
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
完整版试验三人体感知特性试验=安全人机工程学=湖南工学院
实验三人体感知特性实验人主要是通过视觉和听觉感知外界信息，通过测试人对声、光、图形等反应时间来验证人的感知特性及其影响因素。
从刺激呈现到反应开始之间的时间间隔叫做反应时，是指刺激和反应的时间间距，是人体完整的反应过程所需的时间。
反应时分为3类，即简单反应时、选择反应时和辨别反应时。
如果呈现的刺激只有一个，要求被试者做出的反应也只有一个，并且二者都固定不变，这种条件下测得的反应时叫做简单反应时；如果呈现的刺激不止一个，对每个刺激都要求被试者做一个不同的反应，但哪一次出现哪个刺激被试者事先并不知道，该条件下测得的反应时称为选择反应时；如果呈现的刺激不止一个，但要求被试者只对其中一个刺激作一个固定的反应，而对其他刺激则不反应，此条件下测得的反应时称为辨别反应时。
通过对声、光的简单反应时间测定并比较不同刺激条件下的反应时间差异，来验证人体感知特性的部分影响因素。
实验三-1视、听觉刺激反应时测试一、实验目的该实验主要用于人对各种刺激的反应时间的研究。
通过测试人的视觉通道受光刺激的反应快慢，测定听觉通道受声音刺激的反应快慢，以及人对声音及光刺激作出反应的准确性，研究影响人的反应时与准确性的因素。
在安全人机工程学中，反应时间参数可用于人机系统的设计，合理设计人机界面，缩短反应时间，提高效率，避免失误。
也可以用于汽车驾驶员、运动员等心理培训。
掌握各种反应时的测试方法，进一步认识反应时及各种反应时之间的差异；理解各种刺激量性质对反应时的影响。
二、实验原理感觉器官从刺激呈现开始感受，经神经系统传输、加工和处理，传给肌肉而作用于外界，这些过程都需要时间，其总和就是反应时间，简称“反应时”。
当被试做简单反应测验时，其注意力完全集中于那个将出现的刺激和那个将动作的手指，当刺激来到时，眼睛-大脑-手指之间的神经通路早已准备好了，反应时间就快。
当被试做辨别和选择反应实验时，需要有更多神经通路接通的准备，这时被试辨别、选择时间增加，同时其心理状态比较复杂，会产生焦虑、怀疑等复杂的心理状态，所以反应时间就会延长。
安全人机工程学教材
安全人机工程学教材第一章：人机工程学概述1.1 人机工程学的定义和目标1.2 人机交互的重要性1.3 人机工程学的基本原理和方法第二章：人机界面设计2.1 人机界面的定义和功能2.2 人机界面设计的基本原则2.3 人机界面设计的常见方法和工具第三章：用户认知与信息处理3.1 用户认知过程与心理模型3.2 用户信息处理的特点和限制3.3 如何优化人机交互过程中的信息传递与理解第四章：任务分析与用户建模4.1 任务分析的基本概念和方法4.2 用户建模的目的和步骤4.3 如何运用任务分析与用户建模提高系统安全性第五章：人机交互设计原则5.1 可用性与可控性的平衡5.2 反馈与确认的重要性5.3 设计易于学习与记忆的界面第六章：界面评估与测试6.1 界面评估的目的和基本原则6.2 如何进行用户测试和可用性测试6.3 如何根据测试结果改进人机界面设计第七章：安全人机工程学7.1 安全人机工程学的概述和意义7.2 安全人机界面设计的要求7.3 安全人机工程学在系统安全性方面的应用第八章：用户认证与授权8.1 用户认证与授权的概念和目的8.2 常见的用户认证与授权技术8.3 如何设计安全可靠的用户认证与授权系统第九章：错误处理与紧急情况响应9.1 错误处理的重要性与原则9.2 如何设计有效的错误提示与解决方案9.3 环境监测与紧急情况响应的设计考虑第十章：人机界面的可持续发展10.1 人机界面的可持续发展的概念和挑战10.2 设计绿色人机界面的方法与原则10.3 可持续发展对人机工程学的影响和意义附录：人机工程学案例分析通过对实际案例的分析，探讨人机工程学在安全设计、用户体验和系统可靠性方面的应用。
参考资料提供相关的学术文献、经典著作和实践案例，供读者深入了解和学习人机工程学的相关知识和技术。
该教材将介绍人机工程学的基本概念、设计方法和应用技术，并特别关注安全人机工程学的理论和实践。
读者将通过学习本教材，了解如何将人机交互过程中的安全性纳入设计考虑，并掌握评估与测试人机界面安全性的方法。
安全人机工程学-3.1人体测量
通过左、右耳屏点 及右眼眶下点的水 平面称为眼耳平面。
一、人体尺度数据的测量
测量方向的要求 头侧端，足侧端 内侧，外侧 近位，远位
又称颅侧和尾侧，或上侧和下侧
相对于正中矢状面 相对于四肢附着部位
桡侧，尺侧
胫侧，腓侧
上肢（里尺外桡）
下肢（里胫外腓）
腹侧，背侧
一、人体尺度数据的测量
25(75) 30(70)
0.842
0.674 0.524
四、常用人体测量数据
我国成年人的人体结构尺寸
人体测量数据分两类：人体结构尺寸指静态尺寸；人 体功能尺寸指动态尺寸。 静态测量是指被测者在确定的静止状态下，如立姿或 坐姿，利用人体测量仪器进行的测量。具体测量时， 应首先确定测点的位置和所需要测量的项目以及正确 的测量方法。可参考国际GB5703-2010《用于技术设
四、常用人体测量数据
立姿人体尺寸
包括：眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高、胫骨点高。
四、常用人体测量数据
坐姿人体尺寸
包括：坐高、坐姿颈椎点高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大 腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢长。
四、常用人体测量数据
坐姿人体尺寸
包括：坐高、坐姿颈椎点高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大 腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢长。
人的特征 ——人体测量
牛奕 niuyi@
主要内容
1. 人体测量
2. 人的生理特征 3. 人的心理特征
学习目标
1. 理解人体测量学的定义、常用人体尺度数据
2. 掌握人体尺度数据的应用，人体的生理特征如感 觉、知觉对人机系统安全性的影响。
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安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
图6
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人眼球的基本结构
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安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶图 3 2图2006.2
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图3－3 视角
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图3－6 暗适应和亮适应曲线
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图3－7a
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几种常见视觉错误
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安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶ 图3 知觉的整体性
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安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶ 图4
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知觉的理解性
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安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶ 图5 人头托盘双关图
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表3 －4
反应时间随感觉通道的变化
味觉 视觉 0.188 ～ 0.206 嗅觉 咸味 甜味 0.446 酸味 0.523 苦味 1.082 0.200 ～ 0.370 0.308
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
T （秒 ）
听觉 0.115 ～ 0.182
二、人的反应时间
1、定义 2、影响反应时间的影响因素
• • • • • • • • 见表3-4） 随感觉通道不同而不同 （见表 ） 见表3-5） 与运动器官有关 （见表 ） 见表3-6） 与刺激性质有关 （见表 ） 随执行器官不同而不同（见表3-7） 随执行器官不同而不同（见表 ） 见表3-8） 与刺激数目的关系 （见表 ） 与颜色的配合有关（见表3-9） 与颜色的配合有关（见表 ） 与年龄有关（见表3-10） 与年龄有关（见表 ） 与训练有关
中等粗活 粗 远 活 看 精细工作 任务要求
表3－3
几种工作视距的推荐值
固定视野直 径(cm)
举
例
视距离（cm）
备
注
最精细的 工 作
安装最小部件 （表·电子元件）
12～25
20～40
完全坐着，部 分地依靠视觉 辅助手段
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 2006.2
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图3－8
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人耳的构造
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图 3-9 人耳的剖面图
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安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
图3－10 年龄对听力敏感性的影响
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感觉 种类 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 2006.2
适宜刺激 光 声 挥发和飞 散的物质 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
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表3－1
刺激及感觉反应
识别特征 形状、大小、位置、 形状、大小、位置、 远近、色彩、明暗、 远近、色彩、明暗、 运动方向等 声音的高低、 声音的高低、 强弱、 强弱、方向和远近 辣气、香气、臭气 辣气、香气、 甜酸、苦辣、 甜酸、苦辣、咸等 触觉、痛觉、 触觉、痛觉、 温度觉、 温度觉、压觉 撞击、重力、姿势等 撞击、重力、 旋转运动、 旋转运动、直线 运动和摆动等 调整 第 5 页 作 用
图2
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人的神经系统结构
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2、感觉的基本特征 感觉的基本特征
• 人的各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限。 人的各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限。 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 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 ） 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， 一种感受器官只能接受一种刺激和识别某一种特征 和识别某一种特征， 眼睛只接受光刺激，耳朵只接受声刺激。 眼睛只接受光刺激，耳朵只接受声刺激。人的感觉印 来自眼睛， 来自耳朵， 来自其他器官 来自其他器官。 象80%来自眼睛，14%来自耳朵，6%来自其他器官。 来自眼睛 来自耳朵 • 同时有多种视觉信息或多种听觉信息，或视觉与听觉 同时有多种视觉信息或多种听觉信息， 信息同时输入时， 信息同时输入时，人们往往倾向于注意一个而忽视其 信息，如果同时输入的是两个强度相同的听觉信息， 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 则对要听的那个信息的辨别能力将下降 ， 能辨别最先输入的或是强度校大的信息。 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， 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 适应现象。 产生适应现象。
触觉 0.117 ～ 0.201
表3 －5
动作部位 握取 手 旋转 脚 腿 躯干 2006.2
反应时间与运动器官的关系
动作特点 直线 曲线 克服阻力 不克服阻力 直线的 克服阻力的 直线的 脚向侧面 弯曲 倾斜 最少平均时间 （ms）
70 220 720 220 360 720 360 720～1460 720～1620 1260 第 33 页
鉴别 报警、 报警、 联络 报警、 报警、 鉴别 鉴别 报警
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表3－2
人体主要感觉阈值
感 觉 阈 上 限
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视觉 听觉 嗅觉 味觉 触觉 温度觉 振动觉
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感觉
下
限
（2.2～5.7）×10-17J 1×10-12J/m2 2×10-7kg/m3 硫酸试剂摩尔浓度) 4×10-7(硫酸试剂摩尔浓度) 2.6×10-9J 6.28×10-9kg ·J/m2·s 28× J/m s 振幅2 振幅2.5×10-4mm 安全与环境工程系
（2.2－5.7）×10-8J 1×102J/m2
9．13×10-6kg· J/m2·s 13× kg s
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3、知觉的基本特征 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） 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）
25～35（多 为30～32）
40～60
坐着或站着
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 第 17 页
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（3）常见的几种视觉现象 • 暗适应与明适应 （见图3-6） 见图3 • 眩光 • 视错觉 （见图3-7a，图3-7b， 见图3 7b， 图3-7c ）
α ＝ 2 arctg
D 2L
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图
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图3－5
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人对不同颜色的视野
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第三章
人的生理和心理 及生物力学特性
第一节 人的生理特性 一、人的感知特性 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 人的神经系统结构（见图2）
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图 10 部分触觉感受器
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的 人
图
工 程 学 ︵ 第
、
痛 温 度 和 粗 略 触
三
觉
章
导
传
︶
路
通
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4、人的视觉及其特性 人的视觉及其特性 • （1）人眼的构造 眼球的基本结构（见图6 眼球的基本结构（见图6） 见图3 眼球的水平解剖图 （见图3-2） • （2）视觉的基本参数 波长和强度效应 视角（见图3 视角（见图3-3） 视力 视野（ 视野（见图3-4，图3-5 ） 视距（ 视距（见表3-3） 色觉