4安全人机工程学
安全人机工程学名词解释
安全人机工程学名词解释
安全人机工程学（Human Factors Engineering，HFE）是研究人员和技术人员如何更好地理解和设计人机交互系统，以提高安全和效率的学科。
以下是安全人机工程学中常用的一些术语解释：
1. 人机界面（Human-Computer Interface，HCI）：人与计算机之间的交互方式，包括输入设备、输出设备和通信协议等。
2. 人因工程（Human Factors Engineering，HFE）：研究人员和技术人员如何更好地理解和设计人机交互系统，以提高安全和效率的学科。
3. 人类可读性（Human Readability）：在设计用户界面时，考虑到用户的认知、语言和文化背景，以提高用户反应时间和准确性的设计原则。
4. 人类易用性（Human Usability）：研究如何让人类更容易理解、学习和使用复杂的技术系统的学科。
5. 人机交互（Human-Computer Interaction，HCI）：研究人类与计算机的交互方式，以更好地理解和设计人机界面的原则和方法。
6. 人类工效学（Human Factors Engineering，HFE）：研究如何对人类的特性、行为和需求进行评估和设计，以提高人类工作效率和生产力。
在安全人机工程学中，以上术语是非常重要的，它们不仅可以帮助设计更好的用户界面，同时也可以帮助提高安全性和效率。
因此，了解和掌握这些术语是非常必要的。
安全人机工程学笔记
安全人机工程学笔记1、何谓人机工程学？其研究目的、内容、方法是什么？人机工程学就是运用生理学、心理学和技术学科及其它相关学科的知识，使机器和人相互适应，创造舒适安全的工作和环境条件，从而提高工效的一门学科。
1.人机工程学的研究目的：1）使机器和环境条件的设计适应于人；2）保证人的操作简便、省力、迅速准确、安全舒适；3）充分发挥人机效能，使整个系统获得最佳的经济效益和社会效益。
2.人机工程学的研究内容：1）人的因素；包括人的生理、心理、人体测量和生物力学；2）机的因素；显示器和控制器的设计；3）环境的因素；人机共处的空间条件、环境监测、控制技术及改善；4）人机系统的综合研究3.人机工程学的研究方法：人机工程学在研究中应遵循客观性和系统性原则。
1）实测法：2）实验法：3）分析法：4）调查研究法5）计算机仿真法;6）图示模拟和模型试验法;7）感觉评价法。
2、何谓安全人机工程学？其研究对象及其内涵是什么？与工效人机工程学有何区别？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。
以安全为目标，以工效为条件。
研究对象——人、机、人机结合面三个安全因素。
人——指活动的人体，即安全主体。
机——包括劳动工具、机器（设备）、劳动手段和环境条件、原材料、工艺流程等所有与人相关的物质条件。
人机结合面——人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的界面3、何谓实测法、实验法？1）实测法：借助于仪器、设备、传感器和计算机等进行实测和控制的方法。
2）实验法：在人为设计的环境中或实验室测试实验对象的行为或反应的方法。
4、如何理解安全人机工程学与安全工程学的关系？与工效人机工程学的区别包含与被包含.人机工程学被分解为安全人机工程学和工效人机工程学两个不同方向上的应用学科；前者是从安全的角度和着眼点，侧重于人体的安全卫生，立足于人机结合面，在最大限度保障人的安全健康与舒适愉快的前提下，保证工作效率；后者则是从工作效率的角度和着眼点侧重于用人保证机的作用，立足于设备的效应，在最大限度地发挥设备效应以提高工作效率的前提下，保证活动者必要的安全卫生条件和活动环境。
精品课件-安全人机工程学(赵江平-第4章 人的作业疲劳与可靠性
1 2020/12/18 9
2） 频闪融合阈限检查法
受试者观看一个频率可调的闪烁光源，记录工作前、后受试
者可分辨出闪烁的频率数。
具体做法：先从低频闪烁做起，这时视觉可见仪器内光点不
断闪光。当增大频率，视觉刚刚出现闪光消失时的频率值叫融
合度；光点从融合阈值以上降低闪光频率，当视觉刚刚开始感
到光点闪烁的频率值叫闪变度。它和融合度的平均值叫频闪融
C级
2.0～
男 5230 ～ 7330 10670 ～12770 立位工作，身体水 平移动，步行速度，
中等劳动
4.0
女
4270 ～ 5940
9300 ～ 10970
上肢用力作 业，可持续作业
D级 重劳动
4.0～ 7.0
男 女
7300 ～ 9090 12770 ～14650 全身作业，全身用 力 10 ～ 20min 需
劳动强度级别
劳动强度指数
Ⅰ
≤ 15
Ⅱ
～ 20
Ⅲ
～ 25
Ⅳ
>25
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体力劳动强度指数计算公式见式4-1： I=T·M·S·W·10
（4-1）
式中：I—体力劳动强度指数； T—劳动时间率，%； M—8h工作日平均能量代谢率，kJ/(min·m2)； S—性别系数：男性=1，女性=1.3； W—体力劳动方式系数：搬=1，扛=0.40，推/拉=0.05； 10—计算常数。
限相对应。
生理负荷极限回归方程式： Y1＝42.88－11.39lgX
Y2＝201.0－32.75lgX 式中： X——负荷时间（min）；
Y1——能量消耗允许值；
Y2——心率负荷允许值。
安全人机工程学——简介
序
言
❖ 安全是人类生存、生产、生活和发展过程中永恒的 主题，随着科学技术和经济的迅猛发展，安全也日 臻完善。人类在所从事的工作和生活中，不仅要高 效率的工作，还随着物质精神生活的不断提高，更 加追求工作的安全卫生、舒适、享受的状态。
❖ 安全人机工程学是安全工程专业的一门基础课，它 是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理 和方法来解决人机安全问题的一门新兴学科。
方法。 4、 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。 5、 具有人机系统安全设计的初步能力。 6、 具备对一般企业中人机系统进行安全检查与评价
的能力。
பைடு நூலகம்
主要内容
概论 人体的人机学参数 人的生理和心理及人体生物力学特
性 安全人机功能匹配 人机系统的安全设计 安全人机工程学的实践与运用
课程的基本要求
1、 掌握安全人机工程学的基本概念、基本理论， 领会“人机系统”与“人机结合面”的含义。
2、 掌握人、机的不同特性及人机功能的分配原则。 3、 掌握人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量
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，并与以安全为前提、以工效 为目标的工效人机工程学并驾齐驱，而成为安全 工程学的一个重要分支学科。
课程的目标
通过本课程的学习，使大家掌握《安全 人机工程学》的基本概念和基本理论，深刻 领会人机结合面的内涵和人机匹配与安全、 工效的辨证关系，掌握对人机系统隐患进行 诊断、评价和防范的方法，具有进行安全人 机系统设计、人机系统安全分析与评价的基 本能力，具有运用安全人机工程原理解决人 机系统安全问题的能力。
❖ 研究内容包括人、机、环及其系统的综合研究，如 人体的人机学参数、人的生理和心理特征、人机系 统的整体设计、岗位设计、环境设计、作业方法等， 其内容涉庞大。
安全人机工程学_选择题
三、选择题1、（ 4）是世界上开展人机工程学研究最早的国家，但本学科的奠基性工作实际上是在英国完成的。
①美国②德国③法国④英国2、人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级，最常用的是以第5%、第（ 1）%、第95%三种百分位数来表示。
①50 ②60 ③70 ④553、必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（象通道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第（3）百分位的值作为适用的人体尺寸；①50 ②80 ③90 ④554、有限度的或受身体延伸所限制的空间尺寸（象抓握物体的可及距离、控制器的位移、显示器与测试点位置、安全防护罩上的空隙等），应以第（4）百分位的值作为适用的人体尺寸；①50 ②20 ③10 ④55、人的感觉印象最多的来自（2 ）。
①耳朵②眼睛③嗅觉④其他感官6、人们往往根据自己过去获得的知识和经验去理解和感知现实的对象，这是人知觉的（3）性。
①选择性②整体性③理解性④恒常性7、阳光下煤快的反射率要比黄昏时粉笔的反射率高，然而人们仍然把粉笔看成白的，把煤快看成黑的，不会依反光率的高低而颠倒黑白，这是知觉特性的（4）性。
①选择性②整体性③理解性④恒常性8、（ 2）是由瞳孔中心到被观察物体两端所张开的角度。
①视力②视角③视野④视平面9、视野是指人眼能观察到的范围，其中在头部固定，而转动眼球注视某一中心点时所见的范围成为（3）。
①静视野②动视野③注视野④视平面10、在人的三种视野中，（ 2）范围最大。
①静视野②动视野③注视野④视平面11、人机工程中，一般以（ 1）为以据设计视觉显示器等有关部件，以减少人眼的疲劳。
①静视野②动视野③注视野④视平面12、如图1-1的视觉现象为（ 2）。
①视错觉②眩光③暗适应④明适应图1-113、眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的东西，后看到垂直方向的东西。
所以，一般机器的外形常设计成（4）。
①三角形②正方形③竖向长方形④横向长方形14、人眼视觉的暂停时间平均需要（2 ）s。
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
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。
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人
行 ④歪曲感知到的信息
为
④判断内容检查能力低下
④不能协同作业
机
特 ⑤知觉能、过激操作
工
征 ⑥知觉对象偏移
⑥无目的操作
程
⑦操作无反馈 ⑧不能操作
学
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安 全 人 机
工 程 学
四、 人因失误结构与成因模型
1、 人因失误结构模型
影响行为的因素
主观目标与意图 能力负荷、 作业规程
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第6页
三、安全人机工程学的任务
为工程技术设计者提供人体合理的理 论参数和要求，诸如：
安 • 人体作业的舒适范围（最佳状态）
全 人
• 人体的允许范围（保证工作效率）
机 工 程
• 人体的安全范围（不致伤害的最低限 度和环境要求）
学 • 安全防护设施如何适应人的各种使用
要求
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安 全 人 机 工 程 学
2020./8/10
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安全人机工程学是从安全的角度研究人与机
安 的关系, 运用人机工程学的原理和方法去解决人 全 机结合面的安全问题的一门新兴学科。
人
其立足点放在安全上面，对在活动（含生产
机 工 程
活动、生活活动、生存活动）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，
全 • 2．形成冗余的人机系统：系统运行中应让其有充足
人
的多余时间，不能使系统无暇顾及运行中的错误情形
机
，杜绝其失误运行。
工 程 学
• 3．系统运行时其运行频率应适度。 • 4．系统运行时应设置纠错装置，当操作者出现误操
作时，也不能酿成系统事故。如电脑中的纠错系统等
• 5．经过上岗前严格培训与考核，允许具有进入“稳 定工作期”可靠度的人上岗操作。
（状况/状态）
推理判断 （状态/原因、理由）
方案设计 （原因、理由、预测/任务）
（知识级）
结合（状况/状态、状况/作业）
外界“状况” 形成
知觉（注意焦点）
感觉（视听觉） 利用可能的感觉输入
（操作人员） （机械系统）
结合（状况/作业规则）
任务
自动的感觉 操作模型
操作 动作
（规则级） （技能级）
仪表视声显示装置 呈现系统状态信号
程
学
核电
60%以上
Hollnagel E.CREAM.2-3.Elsevier Science Ltd.1998
矿山
85％
中国，1996
钢铁冶金
90％
中国，1996
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八、人因对系统安全的正面作用
安 ▪ 人的才智在查出和消除潜在的问题
全
方面是十分有效的。
人
机 ▪ 提高人的可靠性、包括组织的可靠
各行业中人因事故所占比例
行业名称
人因事故的比例
资料来源
安
航空
全
70%－80%
中国安全科学学报，2002，12（5）
人
道路交通
57%完全由人因引起，90%包含人因的 Human
Error
in
Road
机
贡献
Accidents.Green W.Senders
M.,John
工
石油化工
60%以上
日本，1991
方 案 无 意 识 地 自 自动处理
列意识处理
人 机
注意焦点
动处理 现在的工作以外
与问题相关联的 与问题相关联的
事项
事项
工
程 失误形式 在行动中
在应用规则中错 误强烈
多种多样
学
失误的自 己检出
快速
困难 需他人帮助
困难 需他人帮助
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三、 诱发人因事故的主要因素
①操作人员个体的原因
安
②设计上的原因
一、基本概念
• 人因可靠性：人对于系统的可靠性所必须完成的活
安
动的成功概率。
全
人的可靠性，人为可靠性，人员可靠性
人 • 人因失误(human error)：人未能精确地、恰当地、
机
充分地、可接受地完成所规定的绩效标准范围内的任
工
务。
程
人为失误，人为错误，人的失误，人误
学 • 人因可靠性分析（HRA：Human Reliability Analysis):
安全，以培养员工进行安全人机系统设计、
人机系统安全分析与评价的基本能力。
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讲座的基本内容
• 概论
安 全
• 安全人机功能匹配
人 机
• 人机系统的安全设计与评价
工 • 人因事故分析与预防
程 学
• 安全人机工程学的实践与运用
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第4页
&1 安全人机工程学
安 一、安全人机工程学的定义
全 人 机
工
• 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。
程 • 它作为人机工程学的一个应用学科的分支，
学
以安全为目标、以工效为条件，将与以安
全为前提、以工效为目标的人机工程学并
驾齐驱，并成为安全工程学的一个重要分
支学科。
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二、安全人机工程学的研究对象
• 4、与安全工程学的关系
学 • 5、与人体生理学及环境科学的关系
• 6、与其它工程技术科学的关系
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安 全 人 机
工 程 学
安全人机工程学与相关学科
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七、提高人机系统安全可靠性的途径
1、合理进行人机功能分配，建立高效可靠的人 机系统
安 • 1．对于部件等系统宜选用并联组装。
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二、大规模复杂人—机系统运行控制 特征及人因失误分类与产生机制分析
安
全 人
• 1、大规模复杂人-机系统运行控制特征
机
工 其特征为： 监视－确认－决策－控制
程
学 • 2、大规模复杂人－机系统人因失误分类与
产生机制
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安 全 人 机
工 程 学
目标
时间制约
条件 识别确认
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2 减少人因失误
• （1）使操纵意识始终处于最佳意识状态
• （2）建立合理的安全规章制度、规范，并
安 全
严格执行，以约束不按操作规程操作的人员 的行为
人 • （3）安全教育和安全训练
机 工
• （4）按照人的生理特点安排工作
程 • （5）减少单调作业，克服单调作业导致人
学
的失误。
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分歧节点
是
否
问题被解决
目标状态
基于规则（弄错） 基于知识（ 弄错）
部分状况信息
有
有熟识的模型
应用记忆中的 作业规则
无
考虑结构、 机能间的 抽象关系
其他尝试
分析判断 设计方案
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三种失误类型的特征
技能级偏离
规则级弄错
知识级弄错
行为类型 常规行动
解决问题
解决问题
安 全
操作模式
按照熟知的例行 依据选配模型半 资源制约性的系
以人因工程、系统分析、认知科学、概率统计、行为
科学等学科为理论基础，以对人的可靠性进行定性与
定量分析和评价为中心内容，以分析、预测、减少与
预防人的失误为研究目标。
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• 人的失误与人的非安全行为
安
全
人
机
工
不安全行为
程
学
非意向行为 意向行为
疏忽 遗忘 错误 违章
注意失效 打扰 疏忽 次序错 时间错
五、 人因事故根原因的分析方法
• 事故根原因：引发人因事故最基本的
安 原因，如果该原因（或该组原因）被
全 修正，则可有效防止此类事故再度发
人 机
生
工 • 事故根原因分析技术：从事故的现象
程 学
出发，追溯引发人因事故的根原因
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1）人因事故调查技术
◇事故调查与资料收集
程 学
• 人的失误的可修复性；
• 人具有学习的能力。
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4、人-机系统的交互作用
人-机系统交互作用（Human-System Interactions,
安
HIs）是描述人与系统之间的所有可能的界面关系，包
全
括管理、运行、维修等环节。
人 机
工 程 学
在复杂人－机系统中，人在异常工况下的响应行 为是由大量的不同的人-系统交互作用组成的，它们对 于事故的进程起着至关重要的作用。一方面，人能够 作为事件/事故的引发者和扩大者；另一方面，人也能 够成为事故的缓解者。
系统状态
检测系统
大规模复杂人-机系统
大规模复杂人-机系统操作人员认知行为模型
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安 全 人 机
工 程 学
• 操作人员行为动态模型
行为序列
潜在分枝
开始
意图检测 间断地、 意识地
系统运行监视
是
熟练作业的实施 无意识、 预先程 序化例行操作
系统运行正常
系统运行正常
基于技能（偏离）
否
问 题
结束
2020/8/10
2、 人因事故成因模型
人
安 全 人 机
工作组织 人－机界面 程 序
人的