期末学习报告。安全人机工程学学习报告

安全人机工程学学习报告

摘要：本学期的安全人机工程学的学习，给了我极大的感触和冲击，在马老师的启发式的耐心教导下，我对安全人机工程方面的研究方向也有了一定认识，可以说，本课程的开展和学习具有重要意义。下面，我就安全人机工程学简介、安全人机工程研究内容、安全人机工程研究方法以及我比较感兴趣的几个安全人机工程学研究课题这几方面来介绍我在课程中的收获和感悟。

1 引言

人机工程学是以人的生理、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与产品、人与环境以及产品与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全、舒适，人-机-环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的学科。它研究的对象是产品设计中与人有关的问题，将人的需求和能力置于设计技术体系的核心位置。目的是为产品、系统和环境的设计提供与人相关的科学数据。追求实现人类和技术完美和谐融合的目标。

人机学的研究范围很广，涉及的学科领域很多，是一门多学科相互渗透的交叉性学科。从人机工程的研究对象来看，其可以分为宏观人机工程学（从系统科学和心理学发展而来，主要研究工作中，人和系统的集体表现与行为特征）和微观人机工程学（研究工作个体的特征，主要研究工具、工作区域规划、人的能力、作业环境等），二者相互依存，没有明确的界限。

人机工程在交通方面的应用与发展，主要有：驾驶员座椅设计、驾驶室设计、照明设置、道路交通标志标线的设计、路侧安全设施的设置等等。下面我就人机工程学在道路交通方面的应用展开讨论。

2 研究内容

人机学研究的主要内容就是“人－机－环境”系统，简称人机系统(Man-machine system)。构成人机系统“三大要素”的人、机、环境，可看成是人机系统中三个相对独立的子系统。根据系统学第一定律知道：系统的整体属性不等于部分属性之和，其具体状况取决于系统的组织结构及系统内部的协同作用

程度。因此，对于人机系统的研究，不但要研究人、机、环各子系统的相关属性，还要研究人-机-环系统之间的相互关系，对于交通运输系统而言，人机环系统的相互关系主要是管理，人机学研究的主要内容归纳为四个方面：“人的因素”研究、“机的因素”研究、“环境因素”研究、“交叉因素”研究。

2.1 人的因素

人的因素研究主要是为了设计出适宜人员操作的设备、交通设施，协调人机环系统相互关系，人的研究包括自然方面和社会方面两种。在自然方面的研究包括：

①人体尺寸参数。主要包括动态和静态情况下人的作业姿势及空间活动范围等，它属于人体测量学的研究范畴。这类研究主要应用于驾驶员的座椅设计、仪表仪器设计、操纵装置设计，保障驾驶员即能高效作业，又不至于过度舒适而产生疲劳。

②人的机械力学参数。主要包括人的操作力、操作速度和操作频率，动作的准确性和耐力极限等，它属于生物力学和劳动生理学的研究范畴。这类研究在道路交通方面主要应用于驾驶员操纵装置的设计方面，考虑到人的极限操作，确立合理的人机匹配关系，使得人员可以舒适、有效地完成驾驶工作，制动装置的设置就是充分考虑人员机械参数的实例。

③人的信息传递能力。主要包括人对信息的接受、存贮、记忆、传递、输出能力，以及各种感觉通道的生理极限能力，它属于工程心理学的研究范畴。在道路交通信号灯、标志、标线方面对于上述信息应用得比较多，如预警标志就是考虑到人员接受、处理信息的能力，提前、连续地提醒驾驶员注意防范。同时，针对不同作用的标志合理选择标志颜色、形状，也是对于心理学知识的有效利用。

④人的可靠性及作业适应性。主要包括人在劳动过程中的心理调节能力，心理反射机制，以及人在正常情况下失误的可能性和起因，它属于劳动心理学和管理心理学研究的范畴。关于驾驶员可靠性的研究也是为了识别出引起驾驶员操作不当、疲劳、分心等的主要因素，预防交通事故的发生。

在社会方面的研究包括：人在驾驶过程的驾驶习惯、安全文化、价值观念等。目的是为了解决驾驶装置设计、道路交通环境与设施设计如何与人的生理、心理特点适应，从而才有可能为交通参与者创造安全、舒适、健康、高效的工作条件。

人的因素研究涉及学科很广，在实际人机系统设计中应该根据需求合理选择参数，才能保障系统的高效、安全运行。

2.2 机的因素

①操纵控制系统。主要指机器接受人发出指令的各种装置，如操纵杆、方向盘、制动装置等。这些装置的设计及布局必须充分考虑人输出信息的能力。

②信息显示系统。主要指机器接受人的指令后，向人做出反馈信息的各种显示装置，如速度显示表、转速表等待。无论机器如何把信息反馈给人，都必须快捷、准确和清晰，并充分考虑人的各种感觉通道的“容量”。

③安全保障系统。主要指机器出现差错或人出现失误时的安全保障设施和装置。典型的交通系统的人员安全保障就是安全带和安全气囊，以人为主要保护对象，减少交通事故的人员伤亡。

2.3 环境因素

道路交通系统面临着各种环境条件，无论行人、驾驶员、乘客都会受到环境的影响，环境与交通系统运作、安全息息相关。一般情况下，影响人们作业的环境因素主要有以下几种：

①物理环境。主要有照明、噪声、温度、湿度、振动、辐射、粉尘、气压、重力、磁场等，在交通方面，我们关注的比较多的是道路照明设计、温度、道路交通的噪声。

②化学环境。主要指化学性有毒气体、粉尘、水质以及生物性有害气体、粉尘、水质等。

③心理环境。主要指作业空间(如驾驶室布置，道路景观等)，美感因素(如车辆的形态、色彩、装饰以及功能音乐等)。道路交通环境景观的研究是交通运输对心理环境的考虑范例。

此外，还有人际关系、法律法规等社会环境对交通参与者心理状态构成的影响，也可以称作交通运输软环境。

2.4 交叉因素

①人机间的配合与分工（也称人机功能分配）。

应全面综合考虑人与机的特征及机能，使之扬长避短，合理配合，充分发挥

人机系统的综合使用效能。分析可知，人机合理分工为：凡是笨重的、快速的、精细的、规律的、单调的、高阶运算的、操作复杂的工作，适合于机器承担；而对机器系统的设计、维修、监控、故障处理，以及程序和指令的安排等，则适合于人来承担。

②人机信息传递。

人机信息传递是指人通过执行器官（手、脚、口等）向机器发出指令信息，并通过感觉器官（眼、耳等）接受机器反馈信息。人机界面至少有三种，即操纵系统人机界面、显示系统人机界面和环境系统人机界面。目的是使人与机器的信息传递达到最佳，使人机系统的综合效能达到最高。如：驾驶过程，驾驶人员踩下加速踏板，车辆通过感知加速踏板的位置提供相应的加速度，增加车辆速度，增加后的速度通过驾驶速度仪表盘显示出来。

③人的安全防护。

人的作业过程是由许多因素按一定规律联系在一起的，为了共同的目的而构成一个有特定功能的有机整体。因此，在系统过程中只要出现人机关系不协调，系统失去控制，就会影响正常作业，就交通系统而言，这种人机不协调，轻则发生事故，阻碍交通流正常运作，重则车辆损坏，人员伤亡。运用间接安全技术措施，使设备从结构到布局，均能保证其危险部位不被人体触及到，避免事故发生。要求大型货物运输车辆安装侧面及后下部防护装置，就是交通运输过程安全防护的典型代表。

3 研究方法

人机工程学的研究广泛采用了人体科学和生物科学等相关学科的研究方法和手段，也采用了系统工程、控制论、统计学等其他学科的一些研究方法，而且本学科的研究也建立了一些独特的新方法，以探讨人、机、环境要素间复杂的关系问题。

常用的研究方法有：

1）自然观察法：是研究者通过观察和记录自然情景下发生的现象来认识研究对象的一种方法。对操作分析、车流分析、交通景观分析等都用此法。自然观察法是在不影响事件的情况下进行的有目的、有计划的科学观察。观察者不参与研究对象的活动，避免对其产生影响，可以保证研究的自然性与真实性。交通方