第四章安全人机系统中的作业环境
《安全人机工程》教学大纲(14章版)
《安全人机工程》课程教学大纲课程编号: 506119课程名称：安全人机工程英文名称：Safety Man-machinery Engineering (Safety Ergonomics)课程类型: 专业核心课总学时：48 讲课学时：48 实验学时：另有安排学分：3适用对象: 安全工程本专科先修课程：安全学原理执笔人：孟现柱审定人：一、课程性质、目的和任务安全人机工程学是安全工程专业的专业基础课。
本课程主要包括：人机工程学概论、人体测量数据的处理与应用、人的感知与反应特征、人的心理特征、人的作业特征、显示器与控制器的设计与布局、作业空间与作业环境设计、人机系统总体设计，典型的人机系统设计以及人机工程学应用范例。
本课程的目的是：研究实现以保证工作效率为必要条件和以追求实现人的安全为目标这一要求所需要的人机学理论、方法和采取安全设备工程或其它工程措施的依据。
本课程的任务是：1、使学生系统地掌握安全人机学方面的基础知识，为后续专业课程的学习提供必要的知识基础。
这些知识包括：1）使学生系统掌握人机工程学的基本概念、基本理论，领会“人—机—环境系统”的含义。
2）使学生系统掌握人、机的不同特性及人机功能的分配原则。
3）使学生系统掌握人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法。
4）使学生系统掌握显示装置、操纵装置、作业空间与作业环境的设计要求与设计方法。
2、培养学生运用所学安全人机学方面的知识分析和解决实际问题的能力，使学生能够运用安全学的思想和方法分析解决实际问题，使学生具有人机系统设计的初步能力，具备对一般企业中人机系统进行检查与评价的能力。
3、培养学生的探索精神和创新意识，实现学生知识、能力、素质的协调发展。
4、使学生了解安全人机学在人类社会发展中的作用。
5、使学生树立辩证唯物主义世界观。
二、课程教学和教改基本要求（1）教学过程中，要注意安全人机工程各部分内容之间的相互联系，应保证课程内容的系统性和完整性，同时着重加强学生对基本内容、基本方法的理解和掌握，注意理论联系实际，注重渗透工业生产和现代生活的观点、概念和方法，在教学中要注意引导学生逐步体会安全人机学的研究方法，对知识的形成、建立过程要作深入的分析，并适当地介绍有关的知识。
第四章 人机的信息界面设计
变化速度与操作者的反应能力相适应，不要让显示速度
超过人的反应速度。
（三）仪表显示装置的设计
（1）刻度盘的设计 ①刻度盘的形状设计 ②刻度盘的大小设计
表盘尺寸，以圆形仪表为 例，其最佳直径D、目视距 离L、刻度显示最大数I之 间的关系参见阅5-3.
仪表形式
（三）仪表显示装置的设计
（2）刻度与标数，表盘上的刻度线、刻度线间距、文
（一）仪表显示装置的类型及其特点
数字式显示器的特点
（3）数字显示的识读过程简单直观，只对单一的数
字串和少量的字符进行辨认，其识读速度和识读准确性 均比指针显示方式快而高。 （4）数字显示器不仅可以显示数字量，还可以根据 需要显示生产过程的参数变化趋势曲线和图形，使信息 更加形象化，而且所显示的信息与人的语言信息比较接 近（如拉丁字母、数字及汉字等），所以，更适合于人 的生理和心理特征，从而也加快了识读速度，提高了识 读的准确性。
人体骨架结构能够适应它 肌肉组织能够操纵它 精神系统能够控制它。 同时，还须在使用这些机器或装置时，保证人 体安全。
显示器设计
一、显示器与信息传递 二、视觉显示器 三、听觉显示器 四、触觉显示器
（一）显示器的分类及信息传递
按照信息传递的通道的不同，提供信息的显示器可分为：
1.视觉显示器
2.听觉显示器 3.触觉显示器 其中以视觉显示应用最为广泛。由于人对突然发生的声 音具有特殊的反应能力，所以听觉显示器作为紧急情况下的报 警装置，比视觉显示器具有更大的优势。触觉显示器是利用人 的皮肤受到触压刺激后产生感觉，而向人传递信息的一种方式
（一）仪表显示装置的类型及其特点
数字式显示器的特点应用：
计算器、电子表及列车运行的时间显示屏幕。
安全人机工程学课件
不合理的空间布局会导致人员活动不便，增加事故风险。应对工作空 间进行合理规划，确保人员能够安全、高效地完成作业。
照明条件对视觉疲劳影响及优化方案
照明不足或过强
不合适的照明条件会导致视觉疲劳、眩光等 问题，影响人员视力和工作效率。应根据作 业需求和环境条件选择合适的照明设备和照 度。
色彩与对比度
人机界面与交互方式
人机界面
人机界面是人机系统中人与机器之间进行信息交换的媒介，包括显示装置、控制装置和通信设备等。
交互方式
人机系统中的交互方式包括手动控制、自动控制和人机对话等。手动控制是指操作者通过控制装置直 接控制机器运行；自动控制是指机器根据预设程序或传感器信号自主运行；人机对话是指操作者与机 器通过对话方式进行信息交换和控制。
根据信息类型和人的视觉特性，选择合适 的显示方式，如数字、图形、灯光等。
根据人的视觉感知能力和信息重要性，设 计合适的显示参数，如大小、颜色、对比 度等。
显示布局和排版
案例分析
根据人的阅读习惯和信息逻辑关系，设计 合理的显示布局和排版，提高信息可读性 和易理解性。
以汽车仪表盘、机床数控面板等为例，分 析显示器设计的优缺点和改进措施。
流向和速度。
航空、铁路等运输方式中安全人机工程学应用
1 2 3
航空运输
分析飞行员的生理心理特性，研究驾驶舱布局、 仪表显示、操纵系统等对飞行安全的影响，提出 改进措施。
铁路运输
探讨列车驾驶员的视觉、听觉和反应特性，分析 铁路信号系统、列车控制系统等的安全性和可靠 性，提出优化建议。
水路运输
研究船员的生理心理特性，分析船舶导航设备、 通信设备以及船舶操纵系统等的可用性和安全性， 提出改进方案。
安全人机工程
安全人机工程
运用人机工程学的理论和方法研究“人-机-环境”系统，并使三者从安全的角度上达到最佳匹配。
人是核心起到主导作用，机器起着安全的保障作用；
安全人机工程的研究内容主要包括以下方面：
（1）分析机械设备及设施在生产过程中的不安全因素；
（2）研究人的生理和心理特征和机器功能，构成最佳人机系统；
（3）研究人与机器界面中信息传递的安全问题；
（4）建立人机系统可靠性设计原则。
一、人的特性
（一）人的生理特性
1.人体供能与劳动强度分级
（1）人体特性参数
①尺度参数：静态参数，如人体高度及各部位长度尺寸等；
②动态参数：运动状态下，人体的动作范围参数；
③生理参数：耗氧量、心跳频率、呼吸频率、表面积和体积等；
④生物力学参数：握力、推力、推举力、转动惯量等；。
安全人机工程部分选择题精选
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载安全人机工程部分选择题精选地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容第四章安全人机工程部分选择题精选及精解一、单选题1．人机工程学的发展大致经历了这样的一个过程，即：（）。
A．以人类为中心——以机械为中心——人机系统环境协调——以系统为中心B．以机械为中心——以系统为中心——以人类为中心——人机系统环境协调C．以机械为中心——以人类为中心——以系统为中心——人机系统环境协调D．以人类为中心——以系统为中心——人机系统环境协调——以机械为中心2．手臂的最大推力产生在肩的上方0。
方向上，可达自身体重的（）。
A．50％ B．80％ C．130％ D．150％3．颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。
当两种颜色相配在一起时，易于辨认的顺序是（）。
A．黄底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字 B．白底黑字，黑底白字，黄底黑字，蓝底白字C．黄底黑字，白底黑字，黑底自字，蓝底白字 D．白底黑字，黄底黑字，黑底白字，蓝底白字4．站着不动、长期或经常重复地弯腰、躯干扭曲并倾斜的姿势、经常性重复地单腿支撑的姿势和手臂长时间前伸等姿势极易产生疲劳。
其原因主要是（）。
A．动态作业 B．动作力量过大 C．动作幅度过大 D．静态作业5．人们常常在伸手取物时直接将手伸向物品，在穿越空地时走斜线，为图省事直接从有限高度的设备或货物堆上翻越而过等。
这在人机工程学上被称为（）。
A．捷径反应 B．躲避反应 C．积极反应 D．消极反应6．人眼观看展示物的最佳视角在地域标准视角--区域内。
A．5 B．15 C．30 D．457．按照（）分类，人机系统可分为开环人机系统和闭环人机系统。
A．人机系统组合方式 B．有无反馈控制作用 C．人机系统自动化程度 D．人机系统的规模大小8．显示器(显示装置)是从机器至人的信息传递装置，视觉显示器由于传递的信息量大、传递方式多样等原因，获得了最广泛的应用而占主要地位。
安全工程概论-4.4作业环境
01 作业环境舒适区分类 02 光环境 03 微气候 04 人机功能分配
01 作业环境舒适区分类
1 作业环境舒适区分类
根据作业环境对人体的影响和人体对环境的适应程度，可把作业环境分为： (1)最舒适区 各项指标最佳，使人在劳动过程中感到满意 (2)舒适区 在正常情况下这种环境使人能够接受，而且不会感到刺激和疲劳； (3)不舒适区 作业环境的某种条件偏离了舒适指标的正常值，较长时间处于此种 环境会使人疲劳或影响工效，因此，需采取一定的保护措施，以保证正常工作； (4)不能忍受区 若无相应的保护措施，在该环境下人将难以生存，为了能在该环 境下工作，必须采取现代化技术手段(如密封)，使人与有害的外界环境隔离开来 。
（3）噪声影响工作效率。在嘈杂的环境里，人们心情烦躁，工作容易疲劳，反应迟钝，注意力不 集中等都直接影响工作效率、质量和安全。
噪声的控制：
①全面考虑工厂的总体布局
②降低机械噪声
③ 采用吸声材料和声屏装置
03 微气候
3
微气候
室内环境属于人们日常生活的小环境，这种特定环境下的小气候被 称为微气候。 影响要素：空气温度、空气湿度、空气流速和热辐射。 冬季的高温车间可出现低气湿。 气流：作业场所中的热源与室外的冷空气造成空气对流。 气温除取决于大气温度外，还受作业场所的热源影响。
04 色彩环境
4
色彩环境
生产生活中的环境色彩变化和刺激可以让操作者心情舒畅、愉快，视觉良好，有利于提高工作效 率。
若色彩不恰当，则可能破坏机器设备的造型形象，引起操作者的视觉疲劳，心理上的反感、压抑 ，从而降低工作效率。
色彩调节的目的可分为三大类：
（1）提高作业者作业愿望和作业效率；
（2）改善作业环境、减轻或延缓作业疲劳；
安全人机工程学4
（3）自动化人机系统
图4-3 自动化人机系统
3、 按人机结合方式分类为：人机串联，人机并联和 人与机串、并混联三种类型，见图4-4
图4-4 人与机的结合方式
二、人机系统的功能 四大功能：信息接受、信息储存、信息处理和执行等， 其关系如图4-5所示
图4-5 人机系统的功能
第二节
l、机械的组成
机械的安全特性
一、机械的组成及在各状态的安全问题
机器的种类繁多，形状大小差别很大，应用目的也各 不相同。 从机器最基本的特征入手，得出机器组成的一般规律： 由原动机将各种形式的动力能变为机械能输入，经过 传动机构转换为适宜的力或速度后传递给执行机构， 通过执行机构与物料直接作用，完成作业或服务任务， 而组成机械的各部分借助支承装置连接成一个整体， 其组成结构如图4-6所示。
二、机械危险的主要伤害形式和机理 机械危险:是指由于机器零件、工具、工件或飞 溅的固体、流体物质的机械作用可能产生伤害的各种 物理因素的总称。 机械危险的基本形式主要有：挤压、剪切、切 割或切断、缠绕、吸入或卷入、冲击、刺伤或扎穿、 摩擦或磨损、高压流体喷射等。机械的危险可能来自 机械自身、机械的作用对象、人对机器的操作，以及 机械所在的场所等。 机械危险的伤害实质，是机械能（动能和势能）的 非正常做功、流动或转化，导致对人员的接触性伤害。 无论机械危险以什么形式存在，总是与质量、位置、 不同运动形式、速度和力等物理量有关。
（ 6 ）机械产生的噪声、振动、过热和过低温度等指标， 都必须控制在低于产品安全标准中规定的允许指标， 防止对人的心理及生理危害。 （7）有可燃气体、液体、蒸汽、粉尘或其他易燃易 爆或发火性物质的机械生产设备，应在设计时考虑防 止跑、冒、滴、漏，根据具体情况配置监测报警、防 爆泄压装置及消防安全设施，避免或消除摩擦撞击、 电火花和静电积聚等，防止由此造成的火灾或爆炸危 险。
医院计算机网络系统安全保护规则
医院计算机网络系统安全保护规则第一章总则第一条:为了保护医院计算机网络系统安全，促进计算机的应用和发展，保障“医院信息化工程”建设的顺利进行，特制定本规则。
第二条:本规则所称计算机网络系统，是指在“医院信息化工程”网络系统中，由计算机及其相关配套设备、设施构成的，按照“医院信息化工程”的应用目标和规则对数据信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统。
第三条:计算机网络系统的安全保护，是保障计算机及配套的设备、设施运行环境、数据信息的安全，保障“佳木斯大学附属第一医院信息化工程”系统功能的正常发挥，以维护计算机网络系统的安全运行。
第四条:计算机网络系统的安全保护，重点是维护网络系统中数据信息和网络上一切设备的安全。
第五条:医院内全部.上网运行的计算机的安全保护均适用本规则。
第六条:计算机管理科主管全院计算机网络系统的安全保护工作。
医务科、计算机管理科在医院规定的职责范围内做好计算机网络系统安全保护的有关工作。
第七条:任何单位或者个人，不得利用上网计算机从事危害医院利益的活动，不得危害计算机网络系统的安全。
第二章安全保护制度第八条:计算机网络系统的建设和应用，应遵守国家卫生部的有关制度、规定。
第九条:计算机网络系统实行安全等级保护和用户使用权限划分。
安全等级和用户使用权限以及用户口令密码的划分、设置由医务科、护理部、药剂科:和计算机管理科负责制定和实施。
第十条:计算机管理科中心机房应当符合国家标准和国家规定。
第十一条:在计算机网络系统设施附近进行场地维修、改造及其他活动时，不得危害计算机网络系统的安全。
如无法避免而影响计算机网络系统设施安全的作业，须事先通知计算机管理科，经负责人同意并采取保护措施后,方可实施作业。
第十二条:计算机网络系统的使用单位和个人，都必须遵守计算机安全使用规则，执行有关操作规程和规章制度。
第十三条:对计算机网络系统中发生的问题，有关使用单位负责人应当立即向计算机工程技术人员报告。
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2020/11/28
第四章安全人机系统中的作业环境
第四章安全人机系统中的作业环境
学习目标：
➢ 具有确定不同作业环境区域指标的能力 ➢ 具有综合评价微气候环境条件的能力 ➢ 具有进行作业场所环境照明设计的能力 ➢ 具有对作业环境进行色彩调节的能力 ➢ 具有分析环境噪声危害，并制定相应治
第四章安全人机系统中的作业环境
第二节 环境照明
由光亮处进入黑暗处时会产生暗适应。 一般要经过4～6 min才能基本适应，在暗 处停留30 min左右，眼睛才能达到完全适 应的程度 由黑暗环境进入明亮环境则发生明适应 刚开始时人眼不能辨别物体，要经过几十
秒的时间才能看清
第四章安全人机系统中的作业环境
图4-2 体力劳动的工作效率与温度、气流的关系
第四章安全人机系统中的作业环境
图4-3 脑力劳动工作效率与温度的关系
第四章安全人机系统中的作业环境
低 温 作 业 环 境 中
当手部皮肤温度降至15.5℃以下时，手的柔 性和操作灵活性会急剧下降，因此，不利于 工作效率和安全生产
第四章安全人机系统中的作业环境
第四章安全人机系统中的作业环境
第一节 微气候
微气候环境对人体影响的主观感 觉是评价微气候环境的主要依据 之一
几乎所有的微气候环境评价标准 都是在研究人的主观感觉的基础 上制定的
第四章安全人机系统中的作业环境
表4-3 微气候环境对人体舒适感影响的主观评价
空气温度
25.1-27.0
27.1-29.O
不规定
不超过室外 温度3℃
不规定
16－25 13－22 10－20
不规定
不超过室 外温度5℃
不规定
20－23
≤80－75
31
22－25
≤70－65
32
24－27
≤60－55
33
≤70 70－60 ≤60－50
16～20 13～17 10～15
≤80
不超过室外 温度3℃
不规定
18－23 17－2 16－19
轻作业 中等作业
重作业
需要人工调 节温度和湿度
轻作业 中等作业
重作业
放散大量 湿气的车间
散热量不大 散热量大
轻作业 中等作业
重作业
轻作业 中等作业
重作业
放散大量辐射热和对流热的车间 〔辐射强度大于2.5×105 J /(h·m2)〕
冬季 温度(℃) 相对湿度(％)
夏季
温度(℃)
相对湿度(％)
14－20 12－17 10－15
第四章安全人机系统中的作业环境
表4-2 不同劳动条件下的舒适温度指标 （室内湿度为50％）
作业姿势 作业性质
工作举例 舒适温度（℃）
坐姿 站姿
脑力劳动 轻体力劳动
办公室、调 度台操纵， 小零件分类
18 ～ 24 18 ～ 23
轻体力劳动 重体力劳动 很重体力劳动
车工、铣工 沉重零件安
装伐木
17 ～ 22 15 ～ 2l 14 ～ 20
36.4-36.8
33.8-34.6
34.5-35.0
有微风时仍出 微汗，夜间难 睡，主要靠蒸 发散热
皮肤出汗， 家具表面发 热，感觉闷热
工作情况
工作愉快，无 微风工作仍适 宜
有微风时工 作舒适，无 微风时感到 微热，但不 出汗
有微风时工 作尚可，无 微风时出微 汗
有风时勉强 工作，但较 干燥，较热， 口喝
第四章安全人机系统中的作业环境
第一节 微气候
2.舒适的湿度 一般来说，最适宜的相对湿度是 40％～60％ 当室内气温t在12.2～26℃之间时， 最合适的湿度φ(％)与t(℃)的关系 为：
第四章安全人机系统中的作业环境
第一节 微气候
3.舒适的风速 普通办公室最佳空气流速是0.3 m/s 教室、阅览厅、影剧院为0.4 m/s 春秋季为0.3～0.4 m/s 夏季为0.4～0.5 m/s 冬季为0.2～0.4 m/s 当室内温度和湿度很高时，空气流 速最好是1～2 m/s
空气相对湿
评
度（％）
价 风速 （m/s） 因 素 热辐射温度
人体温度
85-92
O.05-0.1 25.6-27.8 36.0-36.4
84-90
0.05-0.2 27.8-29.7 36.0-36.5
皮肤温度
29.7-29.9
29.7-32.1
主观感觉
可穿外衣，有 微风时清凉， 吃饭不出汗， 夜间睡眠舒适
可穿衬衣， 夜间睡眠仍 感舒适
29.1-31.0
76-80
0.1-0.2 29.7-32.O 36.2-36.4 33.1-33.9
稍感到热， 夜间不易入 睡，蒸发散 热增加
31.1-32.0
32.1-33.0
74-79
74-76
0.2-0.3
0.2-0.4
32.5-32.7
33.4-33.5
36.3-36.6
安装位置 4.铸件上的砂或铸件的孔洞
5.选煤(相对无光泽的矸石而
使煤炭发光)
第四章安全人机系统中的作业环境
特殊照明器具的配置和观察操作内容
序号
配置例
说明
观察操作
第一节 微气候
三、微气候环境的主观感觉及评价 人体的热平衡 舒适的微气候环境条件 微气候环境的评价依据 微气候环境的综合评价指标 工业企业微气候环境的评价标准
第四章安全人机系统中的作业环境
图4-5 人体热平衡状态图
第四章安全人机系统中的作业环境
第一节 微气候
1.舒适的温度 生理学常规定：正常地球引力和海平 面气压条件下，人坐着休息、穿着薄 衣服、无强迫热对流、未经热习服的 人所感到的舒适温度 按照此规定，舒适温度一般指21±3 ℃ 影响因素：客观条件、主观因素
第四章安全人机系统中的作业环境
图4-6 有效温度图 第四章安全人机系统中的作业环境
第一节 微气候
(3)三球温度WBGT
三球温度WBGT是以干、湿、黑球温度计分 别测得的温度按一定的比例进行加权平均得 出的温度指标，是一种用于评价在暑热环境 下热强度的综合指标
(4)卡他度H
卡他度H一般用于评价劳动条件舒适程度， 表示了温度、湿度和风速三者对人体散热的 综合作用，数值越大，说明散热越好
视疲劳 人的眼睛能够适应从10-3～105lx的照度范
围, 合适的照明能提高近视力和远视力 如果照明不良，作业者需长时间反复辨认
对象物，使明视觉持续下降，引起眼睛疲 劳，严重时会导致作业者的全身性疲劳
视觉疲劳是产生事故和影响工效的主要原因
第四章安全人机系统中的作业环境
图4-10 生产率、视疲劳与照度的关系
30.0
生产件数增加
8.2
不合格率减少
3.0
出勤率提高
2.8
第四章安全人机系统中的作业环境
安全生产：图4-12 事故发生率与照明的关系
事故的数量还与工作场所的照明环境条件有关系
第四章安全人机系统中的作业环境
安全生产：图4-11 不同月份事故次数与照明关系
在冬季利用天然采光的作业环境事故率是最高的
工作困难，虽 有风，工作仍 感困难
主观评价
凉爽，愉快 舒适
稍热，尚可 较热，勉强 过热，难受
第四章安全人机系统中的作业环境
第一节 微气候
(1)不舒适指数DI 不舒适指数DI是评价人体对温度、湿 度环境的感觉
(2)有效温度ET 有效温度ET是根据受试者在实验条 件下对温度、湿度和气流速度的主诉 感受来划分等级，成为统一的具有同 等温度感觉的等效温度
舒适区
各项指标符合 要求
不舒适区
某项指标超出 舒适指标
不能忍受区
多项指标严重 超标
对人体及工作的影响
说明
长时间工作不会感到疲劳， 工作效率高，作业者主观感 觉很好
在正常情况下环境对人身健 康无损害，而且不会感到刺 激和疲劳
长时间工作会损害作业者的 健康，或导致职业病
少数实验室、计量室、 精密设备操作室
第二节 环境照明
眩光的定义：当视野内出现亮度过高或对比 度过大时，产生的刺眼、耀眼的强烈 光线称为眩光
眩光产生原因
直接眩光
反射眩光
对比眩光
第四章安全人机系统中的作业环境
图4-8 光源位置的眩光效应
第四章安全人机系统中的作业环境
图4-9 光源位置的眩光效应
第四章安全人机系统中的作业环境
第二节 环境照明
8－15
≤80
不超过室外 温度5℃
不规定
不第规四定章安全人不机温超系度统过中5室℃的外作业环境 不规定
第一节 微气候
四、改善微气候环境的措施 高温作业环境的改善 低温作业环境的改善
第四章安全人机系统中的作业环境
图4-7 良好照明环境的作用
第四章安全人机系统中的作业环境
第二节 环境照明
一、光的物理度量 1.光通量 定义：在单位时间内通过某一面积上的 光能被称为这一面积的光通量 符号：Φ 单位：流明(Lumen，缩写lm)
改善后
160
230
40
180
30
170
150～300
250～500
100
300
工厂平均 430
新工厂平均720
改善效果
项目
效果(％)
产量增加
0.08
产值增加
4.2
工作损失费减少 7.9
产值增加
12.2
工作损失费减少 1.3
提高生产率
9.5
有关差错减少
5.0
工伤事故减少
66.6
产量提高