人因工程第十一章人机界面

篇章总第1章人因工程概第2基础第3章人体测第4章人体生理特第5章人的心理认知特第6章人的信息处第7章人的作业环

应用第8章作业空间计第9章肌肉骨骼失调及其预防第10第11章人机界面设扩展第12章可用第13章安全⼤学⼯程管理SchoolofManagement&Engineering,Nanjing

⼤学⼯程管理SchoolofManagement&Engineering,Nanjing }显示器Ø视觉显示器的设Ø听觉显示器的设}}}}}}}}视觉编}视觉符

视觉显示器——利用人的视觉通道向人传递信息的装p视觉显示器可以按不同的标准分类ü按照显示信息的时间特性分动态显示（温度计、速度表、高度表、电视和等）静态显示器（牌、交通标记和各种形式的印刷符）ü根据显示信息的精度要求分定性显示（红绿灯）ü按照显示器的结构特点分机电仪表显示器、电光显示器、灯光显示ü根据显示器的功能分读数显示器、核查显示器、告警显示器、追踪显示器、调节显示1}a指针运动字b指针固定c不同类型显示11.1.1}Ø显示器的空间设置设n观察角许多工效学手册推荐水平视线偏15为最佳观察角度n人眼对视野不同区域察搜索作业，中心视野优于缘视野g&g 视觉显示器三项基本要求：能见性、清晰性、可识 视觉显示器的设计原根据使用要求，选用最适宜的视觉刺激维度作为传递信息的代码，并将视觉代码的数目限制在人的绝对判别能力允许的范围内。使显示器精度与人的视觉辩认能力相适应尽量采用形象直观且与人的认知特点相匹配的显示对同时呈现的相互关联的信息尽可能实现综合显示，以提高显示效率目标与背景之间要有适宜的对比关系，包括亮度对比，颜色对比和形状对比等具有良好的环境照明条件，以保证对目标的准确辨根据任务的性质和使用条件，确定视觉显示器的尺寸和安放位置要与系统中其他显示器和控制器在空间关系和运动关系上2}Ø显示器的空间排列原n重要性原则n功能原则n使用顺序原

}Ø模拟显示器的设定参显示器尺寸往往是影响能见性和清晰度的重要原因。表盘式仪表的最小尺寸依赖于刻度标记尺寸、刻度间距、刻度数目和视距等因素。զӤࢥ

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观察距L观察距L刻度标记高度字符高长刻度中刻度短刻度๵๵ᕮݳ᩸๵̶ᖓݳ๵ຽᕪଉ๵አᥝ๵හ ๵ଘ ᐏғ

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表刻度标记的最佳Ø模拟显示器的设定参n表盘最小允许尺表盘的尺寸与刻度标记的数量和视距是相关的，一般表盘尺寸随刻度数量和观察距离的增加而增大。研究表明，表盘最小直径对视距和刻度数目有一定的依存关系。表11.1.1Ø模拟显示器的设定参nü功能：用来指示显示器所要显示的信息指针的大小、宽窄、长短和颜色配置等必须符合人的生理和心理特征ü指针的形状应力求简单、指示明确、不附加装饰一般认为指针尖离刻度有1.6mm左右的距离较好}n仪表的读数效率随刻度间距的增大而增高，在达到一个临界值之后，读数效率不再增高，甚至有所下降。 刻度间距与判断正确率11.1.1Øn每一刻度标记代表一定的读数单位。研究表明，刻度的宽度一般取刻度间距大小的5％－1510图3Ø模拟显示器的设定参n上的数字、字母、汉字等统称为字 字符形推荐采用宋体或黑体的印刷。 字符的ü建议采用ü白字黑底：笔划宽/字高ü优先采用黑字白Xi’anJiaotongUNVERS

⼤学⼯程管理 ሿጮ๵֒Ԓݻሿጮ๵֒Ԓݻጱሿ๵҅ᑍႽ֢አ̀ሿጮ๵֒Ԓݻጱሿ๵҅ᑍԅ̿Ⴝ֢አ̀ጱሿ๵҅ᑍႽ֢አ̀ሿጮ๵֒Ԓݻጱሿ๵҅ᑍႽ֢አ̀指针之设计：「单纯性」(simplicity)指针尖端要能触及最小的刻度记号，但勿重迭(如a指针要尽量贴近表盘表面，以避免视差(如b指针旋转到指针尖端针尖到旋转之长度至少约为针头到旋转长度的一倍(如d)。约为20度(如e)。量表版面配置(scale圆型式或半圆式的标数应以顺时针方向进位，而垂直式由下而，水平式则由左而右进位(如a)起点宜置于表盘下方(如b)。正常」的读值宜设定在9点钟位置(如c)。

数量视觉显示装对于反复循环性的指示器，其0点或起点宜置放表盘的顶点(如d以免被指标挡住(如e)。条形量表的标数宜置于指标之对侧，而使指标能触及刻度(如f垂直式条形量表的指针宜置于量表右侧，水平式则置量表下方Schoolof

Schoolof4讨论题：电力表原设计的不合理之处提出改良方法绘制改进后的电力表图

} 编是指用刺激物的单一视觉属性传递信息的编码。用于视觉编码的刺激属性有颜色、形状、大小、闪光、倾斜度、线长、亮度、数字和字母等 余度编视觉编码是将两种或多种视觉刺激属性结合起来作为视觉代码的编码方式。 颜数目与字形大明位闪线斜颜色数目和字形状大小明度位置闪速线长斜⼤学⼯程管理SchoolofManagement&Engineering,Nanjing

表复合编码中有可能结合的代}Ø常见视觉编码的代码数目长n数字与字母编码单个数字的编码长度限于10个，英文字母的编码长度限长26个，而组合使用时代码数量不受限制，并具有占用空间小的特。n几何形状编码，编码长度以15种为限，最好不超过5种。n面积编目一般不宜超过6种，以小于3种为佳。n线长编码代码数目以小于3种为佳，最多不超过6种。n12种角度，最多过24n亮度编好只能使用4种亮度水平，因2n闪光编闪烁速度变化作代码，闪光频率不宜超过5种，一般

}义，因此重要的问题在于找到人们容易用被编码的信息联系起来的符号标志。评价符号标志的适用性通常采用下列各种方法：ü直选 ü反应时法 5}符号（或标志）是采用一定编码方式传达信息 法Ø符号设计中的知觉因图形—背景分边界明 简整⼤学⼯程管理SchoolofManagement&Engineering,Nanjing 视觉符 出口标志能见度之比 「实心」图明显优于「轮廓」图「简图」(例如减少符号组件之数目要比「详图」佳。

SchoolSchoolofManagement&Engineering,Nanjing 视觉符 ⼤学⼯程管理SchoolofManagement&Engineering,Nanjing

⼤学⼯程管理SchoolofManagement&Engineering,Nanjing 123456789⼤学⼯程管理SchoolofManagement&Engineering,Nanjing6视觉符五、符号设计的知觉原形地关清楚而稳定的图形与背图形边(figure具有对比性的边封闭性

单纯性仅包含必要的特一体性符号标准⼤学⼯程管理SchoolofManagement&Engineering,Nanjing

京京

}}听觉显示器的设计原}听觉信号响度显示要}}pp条听觉显视觉显1.信息繁简复2.信息长较较3.无有4.信息特时间空间5.信息传递速适于紧不适于紧6.对接受要无特别要认真、注7.适合信息形声响、言图形、文8.接受者位可不固应固9工作环境条视觉条件听觉条件听觉显示和视觉显示的条件对保持时间较短ü信号源本身是声音；ü视觉通道负荷过重；ü信号需要及时处理；ü使用视觉受到条件限制ü显示某种连续变化而不需要短时存贮的信息

p 听觉刺激所代表的意义一般应与人们已习惯或自然的联系相一致Ø 采用声音的强度、频率、持续时间等维度作信息代码时，应免使用 值，而且代码数目不应超过使用者的绝对辨别能力。 不同声音信号应尽量分时段呈现 对不同场合使用的听觉信号尽可能标准化7pØ在实际使用场合，信号经常伴随着一定的噪声背景出类信号的响度必须提高到足以抵消掩蔽效应的水平

p维度 强度4–频率4–持续时间2–表研究表明， 编码优于 编码；代码数目相等的场合，使用较多的维度和较少的等级的编码方案优于用较少的维度和较多的等级的方案；当编码维度超过6个时，每个维的等级数以不超过3个为佳。p人的听 的特性特别适合把听觉显示器用于告警显示Ø表听觉警报的特

pØPatterson等人通过对听觉告警和警报信号的频谱研究，于1982年提出以下建n告警信号的音高频率范围应以150～1000HZ为宜n信号至少应该由四个主要频率成分组成。这样做的好处是：可使信号被其他声音掩蔽的机会减少到最低限度ü可使在掩蔽条件下信号的音高和声音质量下降减到最低限度ü使可辨别信号的编码数目增加n信号尽量用谐音频率成分组成。应使信号的主要频率成分中至少有4/10的谐音成分落入1000～4000HZ的频率范围内。 采用使信号基频滑移的方法向接收者传递紧 的信息p在现代人机系统中，常使用话音告警信号，话音告警中，信文格式是决其告警效率的关键因 一。有关这方面人的因素问题的研究主要涉及以下三类问题n单音节词和多音节 音告警效率的影响 信文与语句信文的比较n信文前有无先导纯音告警信号对告警效果的Ꮈᑪก҅๵ᛔᆐ๵๵ᑕӾ҅ग़ᶪ๵๵ጱ๵๵ݢ๵ଶṛԭܔᶪ๵๵҅๵מ๵ྲ๵๵מ๵ጱփ๵ଶๅள̶୮ᦾᶪݝአ֢ޞᦄݩמ҅ᕍᶪ๵ݩמӧՐဌ๵ݍଫ๵҅ݍᘒֵݍଫ๵ਁҔ୮ᦾᶪ෬አ֢ޞᦄݩמአ֢Өᔲ๵ਁ෫ጱݩמ҅ᕍᶪ๵ጱޞᦄݩמดᐏ໒սԭ෫ᕍᶪ๵ጱ໒̶

Ø控制器是人用以将控制信息传递给机器，使之Ø人也通过触觉和本体感觉从控制器那里接收到完成作业所需要的反馈信息，因此控制器构成了人机系统的又一人机界面。Ø控制器的操作有效性包括操作绩效，安全和操作者体验到的紧张等，控制器的设计是否合是影响操作有效性的重要因素8}控制器的分}控制器的设Ø控制器设计的基本要Ø控制器设计的具体内}控制器的编

n根据操作所用的身 或行为分 手控制 足控制 n根据输入信息的特点分 离散位选控制 连续调节控制n根据运动方式分类（图 平移式控制 旋转式控制 作近似平移运动的控制

ࢶ例：

Øn设计要适 的运动特应采用手动控制或指控控制器 n设计要适 的运动特Ø控制器设计的基本内n控制器的尺寸包括形状、大小等参数，是由控制作业的要求控制器的位置，在特定耦合条件下手的解剖特点、生物力学特性测量尺寸等多种因素决定的n控制器阻力类型有四种ü弹性阻ü静摩擦力和滑动摩ü粘滞阻ünü位置安排的优先权（图ü功能组合与顺序排具有相同功能的控制器或者所有与某一子系统相联系的控制器，在位置上构成一个功能整体。同类设备上功能相似的控制器应放在控制板相对同一的位置

11.2.2nü位置安排的优先频数(或时间长度)来确四个控制区域，其中主要控制器是指需要频繁、精确或在紧急条件使用的控制器9nn对不同的控制器相邻间距的设计要求见11.2.2控制器的 控制控制操作肢间距(毫米最小最佳按钮手肘节开手手柄手手轮双旋钮和旋转双择开手踏板一只其他：不同类型控制器的设其他：其他：不同类型控制器的设计其他：不同类型控制器的设}按键反Ø控制器的编码一般有七种方式标记、颜色、大小、形状、表纹、操作方式和位置Øn操作者使用控制器时的任务要求n辨认控制器的速度和准确性该种编码在别的系统上使用的程度需要编码的控制器的数目n照明条件n可利用的控制板空间等11.3能最优，而且应使它们彼此之间的配合最}控制/显示}空间相}运动相控制器与其相对应的显示器在空间位置上有明显的联系这四种排列方案及实验结果如上图(a)方式的效果最佳;(b)方式次之;(c)方式再次之;(d)方式的效的比较.ᦡᦇA、B哪种更符合人因学ᦡᦇ要求根据控制器与显示器位置关系一致的原则，控制器应尽可能地靠相联系的显示器，并配置于显示器的正下方或右侧。将所有控制器置于所有显示器下方的配置方式也是可行的，但两者排列顺序必须完全一致。üü在相关的控制器与显示器之间连以易于识别的线将相关的控制器与显示器采用相同的颜色编码示空同间心的成位置关钮系11.3.1控制11.3.1控制/显示控制–显示比简称C/D比)器可动元件的位移量之比。位移量可用直线距离杠杆、直线式刻度盘等次数(旋钮、手轮、圆形、半圆形刻度盘等)来测量。控制–显示比表示系统的灵敏度（下图11.3.1控制/微调时间短（如下图粗调时间与微调时间和C/D比的关即控制器运动能使与其对应的显示器在产生符合人的习惯式的运动一般遵循如下要求佳与旋运显转动示式兼器YØ在不同Ø在不同平面上的控制器与显示器的最佳运动11.3.2运相合Ø在同一平面上的旋转式控制器与直线型显示器 按照