第7章 人机界面安全设计=安全人机工程学=重庆大学.pptVIP

第七章 人机界面的 安全设计 在人机系统中，存在着一个人与机相互作用的“面”，所有的人机信息交流都发生在这个“面”上，通常人们称这个面为人机界面 。 人机界面设计主要指显示器、控制器以及它们之间的关系设计，使人机界面符合人机信息交流的规律与特性。 三要素基本模型 7.1 信息显示装置的类型 及其特点 7.1.1 信息显示方式的类型及其功能 仪表是信息显示器中应用极为广泛的一种视觉显示器。一般可按其显示形式和显示功能分为两类。 如果按显示形式分类，这时可分为数字式显示器和模拟式显示器两大类。 数字式显示器是直接用数码来显示信息的仪表，这类显示器的特点是认读过程简单速度快，读数准确、精度高。 模拟式显示器是用标定在刻盘上的指针来显示信息的，这类显示器的特点是能连读、直观地反映信息的变化趋势，使人对模拟值在全量程范围内一目了然。 如果按显示功能分类，这时可分为读数用仪表、检查用仪表、警戒用仪表、追踪用仪表和调节用仪表。 ①读数用仪表用于显示机器的有关参数和状态； ②检查用仪表用于显示系统状态参数偏离正常值的情况，一般无需读出确切的数值； ③警戒用仪表用于显示机器是处于正常区、警戒区还是危险区。 ④追踪用仪表是动态控制系统中最常见的操纵方式之一； ⑤调节用仪表只用于显示操纵器调节的值，宜选用由操纵者直接控制指针或刻度盘运动的结构形式。 7.1.2 显示方式的选择方法与原则 1.用尽量简单明了的方式显示所传达的信息，尽量减少译码的错误。 2.使用与信息精度要求相一致的显示精度，要保证最少的认读时间。 3.采用与操作人员的操作能力及习惯相适应的信息显示形式，提高显示方式和人机可靠性。 4.按观察条件，运用最有效的显示技术和显示方法，使显示变化的速度不要超过人的反应速度。 7.2 显示装置的设计 7.2.1 显示器设计的基本原则 准确性原则 简单性原则 一致性原则 排列性原则 位置排列原则 1.最常用的和最主要的显示器应尽可能安排在视野中心3°范围之内，因在这一视野范围内，人的视觉效率最优，也最能引起人的注意； 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； 位置排列原则 3.显示器应尽量靠近，以缩小视野范围； 4.显示器的排列要适合于人的视觉特征。例如，人眼的水平运动比垂直运动快且幅度宽，因此显示器水平排列的范围可以比垂直方向大。此外，为达到较好的视觉效果，在光线暗的地方要装设合适的照明设备。 7.2.2 视觉显示器的设计 指针式仪表的设计 数字显示器的设计 设计指针式仪表时应考虑的安全 人机工程学问题 1.指针式仪表的大小与观察距离是否比例适当； 2.刻度盘的形状与大小是否合理； 3.刻度盘的刻度划分、数字和字幕的形状、大小以及刻度盘色彩对比是否便于监控者迅速而准确地识读； 4.根据监控者所处的位置，指针式仪表是否布置在最佳视区范围内。 ? 格雷瑟在1949年用八个指针式仪表和一个数字显示仪表，作为飞机高度计，显示飞机不同的高度，如图6-1所示。对受过训练的飞行员和大学生进行认读实验。发现飞机上原来采用的三针式高度计误读率最高并且认读时间最长。1958年4月晚一架子爵号飞机在准备向普斯威克机场降落时，机长将三针式高度计的2500英尺误读为12500英尺，结果飞机撞毁在地面上。 之上的。显示方式是对每一类或每一级位作区分性显示。实验表明，在数字、字母、几何形状、位置和色彩这五种常用的视觉编码方式中，数字和颜色编码最为有效，而按位置编码的效率最低。 7.2.3 听觉显示器的设计 听觉传示装置分为两大类：一类是音响及报警装置，另一类是语言传示装置。 用纯音或复音来显示听觉信息的装置称为音响和报警装置，其用途极广 音响及报警装置的类型及特点 1.蜂鸣器是音响装置中声压级最低、频率也较低的装置。蜂鸣器发出的声音柔和，不会使人紧张或惊恐，适合较安静的环境，常配合信号灯一起使用。 2.电铃。电铃因其用途不同，其声压级和频率有较大差别。 音响及报警装置的类型及特点 3.角笛和汽笛。角笛的声音有吼声（声压级90－100dB、低频）和尖叫声（即高声强、高频）两种。 4.警报器。警报器的声音强度大，可传播很远，频率由低到高，发出的声调富有上升与下降的变化，主要用于危急状态报警。 音响和报警装置的设计原则 音响信号必须保证位于信号接受范围内的人员能够识别并按照规定的方式作出反应； 音响信号必须易于识别，因此音响和报警装置的频率选择应在噪音掩蔽效应最小的范围内； 为引人注意，可采用时间上均匀变化的脉冲声信号，其脉冲声信号频率不低于0.2Hz和不高于5Hz；