《安全人机工程学》

选择，名词解释，简答，计算，

论述

第一章

1.安全人机工程学既属于安全科学的一个分支，又属于系统科学的一个分支，也是人-机-环境系统工程的一个分支。

系统科学是以系统及其机理为研究对象的一种元科学，它着重探讨许多学科研究对象中的共同方面（如系统的构成，组织结构，秩序，信息传递，控制与反馈，演化，发展等），抽取其中的机理，性质和过程特征，用统一的精确的科学概念，数学模型和方法加以描述与分析。 2.人-机-环境系统工程研究的基本核心问题可以概括为： 从三个理论（控制论，模型论，优化论）出发，

着重分析三个要素（人，机，环境），

历经三个步骤（方案决策，研制生产，工程实用），

去实现整个系统总性能的三个目标（安全，高效，经济）。

3.安全人机工程学：是从安全的角度出发，以安全科学，系统科学与行为科学为基础，运用安全原理以及系统工程的方法去研究在人-机-环境系统中人与机以及人与环境保持什么样的关系，才能保证人的安全。 4.“安全，高效，经济”是任何一个人-机-环境系统都应该满足的综合效能准则。 第二章（P20-24） 威格里斯沃斯模型 瑟利模型 事故三角形 事故的预防原则 第三章 1.人的几何特性：（又称为人体测量数据）可分为人体静态几何特征与人体动态几何特征。 人体静态几何特征又称静态人体测量尺寸（如人体的长度，宽，高，围等等）；

人体动态几何特征又称动态人体测量尺寸（例如人体活动时的各种量度） 2.人体测量时的基本姿势有两种：一种是直立姿势（简称立

姿）；另一种为坐姿。 基本轴（详见P26）

3.P29计算题+作业题中的计算

4.P38图掌握 5.人体与环境之间的热交换主要由四种形式：辐射，传导，对流和蒸发。 6.人的生理特性主要包括人的感觉特性，适应性和生理节律性，人体的兴奋性和反应性也反映在上述特性中。

7.感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物某些属性的反应。感觉还反映人体本身的活动状态。 感受性是感觉器官对适宜刺激的感觉能力，可以用感觉阈限的大小来度量。

8.知觉大体上可分为空间知觉，时间知觉和运动知觉三大类。 知觉的基本特性：1知觉的整体性 2.知觉的理解性 3.知觉的恒定性 4.知觉的选择性

9.人的心理特征可以分为心理过程与个性心理两个方面。 人的心理过程可以分为：认识过程，情感过程和意志过程。在这三个过程中，认识过程是最基本的心理过程，情感过程和意志过程均是在认识过程的基础上产生的。认识过程主要包括感觉，知觉，记忆和思维过程。 10.个性是人所具有的个人意识倾向性和比较稳定的心理特点的总称。人的个性是受家庭，社会潜移默化的影响，并在很长时间过程中逐渐形成的。个性主要包括个性倾向和个性心理特征两大方面。个性心理倾向包括需要，动机，兴趣，理想，信念与价值观等等，而个性的心理特征主要包括气质，能力与性格三个方面。 11.热感觉的等级，热感觉的平均预测指标（PMV）（详见P88-90）

第四章

1.能量代谢与能量代谢率 能量代谢：人体能量产生和小号成为能量代谢。

能量代谢可以分为三种：基础代谢，安静代谢和活动代谢。 基础代谢：生理学将人清醒，静卧，空腹以及室温在20摄氏度左右定为基础条件。人体在基础条件下的能量代谢成为基础代谢。

安静代谢：是作业开始之前，为了保持身体各部位的平衡以及某种姿势条件下的能量代谢。 活动代谢：也成为劳动代谢，作业代谢或工作代谢。它是人在从事特定活动过程中所进行的能量代谢。

相对能量的代谢率：正式由于人的体质，年龄和体力等的差别，从事同等强度的体力劳动所消耗的能量因人而异，一次这样就无法用能量代谢量进行比较。为了消除个人之间的差别，引进相对能量代谢率（RMR）表示。 相对能量代谢率（RMR)=活动代谢率/基础代谢率 =（M-R）/B或者M=（RMR+1.2）B 安静代谢率R表示（安静代谢率一般去基础代谢率的1.2倍），

基础代谢率B表示（单位W/m2），

实际能量代谢率M表示，Mr表示活动代谢率，Mr=M-R Mr的单位是：kcal/(m2*min)或者KJ/(m2*min) 2.能量代谢的测定方法有两种：直接法和间接法。目前用的较多的是间接法，其基本原理是，能量代谢率可通过人体的耗氧量反应出来，因此先要测得糖，脂肪等能源物质在体内氧化时的耗氧量和二氧化碳的排出量，求得呼吸商（即在一定时间内排出的二氧化碳与吸入氧量之比），由此便可计算出作业时所消耗的能量。（P101例题计算）

3.作业能力的动态分析（P108.109） 体力作业时作业能力动态变化规律，四个阶段：入门期，稳定期，疲劳期，终末激发期。

4.疲劳发生的机理 疲劳的类型不同，发生的机理也不尽相同： 疲劳物质的累积机理，糖原耗竭机理，中枢变化机理，生化变化机理，局部血流阻断机理 5.测定疲劳的方法：生化法，生理心理测试法（P112 113）

6.合理的确定作业休息制度（计算题P115 116） 第五章 1.错觉：错觉是指人所获得的印象与客观事物发生差异的现象。造成错觉的主要原因有心理因素和生理因素。 视错觉：视错觉主要是对几何形状的错觉，可以分为四类：长度错觉，方位错觉，透视错觉，对比错觉。 除了视错觉之外，还有空间定位错觉，大小与重量错觉，颜色错觉，听错觉，运动视觉中的错觉等等。

2.人为差错是指人未能实现规定的任务，从而可能导致终端计划运行或者引起设备或财产的损坏行为。

人为差错发生的方式可以分为五种：(1)人没有实现某一个必要的功能任务

(2)实现了某一个不应该实现的任务

(3)对某一任务做出了不适当的决策

(4)对某一意外事故的反应迟钝和笨拙

(5)没有察觉到某一危险情况

3.人的生理节律：生理功能所显示出的周期性变化，通常称为生理节律。

人体存在着像心电波那样以若干秒为周期的生理节律，也有像睡眠与觉醒那样以天为周期的生理节律。

人的这种胜利节律对作业效率及质量有明显的影响。

4.PSI周期节律（P127 128） 临界日：曲线与时间轴相交的前后两三天的日子成为临界日。 当人处于临界日时，体力，情绪或者智力在频繁变化过渡之中，是最不稳定的时期，在此期间，机体各方面的协调性能降至最低，人易染病，或者情绪波动大，或者易出错。

当体力，情绪或者智力的临界日重叠在一起时则分别成为双临界日或三临界日，这是差错与事故的多发期，需要特别注意。 5.人的可靠性模型（P130） 可靠度，不可靠度，故障率，概率密度含毒，平均寿命

6.提高人的可靠性有多种措施：（1）提高人的基本素质 （2）机的设计要符合人的生理特点以及人的心理特点

（3）工作环境要符合人的特性

（4）人-机关系的设计要合理 （5）人-环关系的设计要合理 （6）人-机-环境系统的总体设计要合理 第六章

1.在人-机-环境系统中，机的设计应该符合人的要求，应该符合机的三种主要特性， 即可操作性，易维护性和本质可靠性。这三种特性对人-机-环境系统的总体性能 （即安全，高效，经济）影响极大。 2. 机的本质可靠性：是指在任何一个人-机-环境系统中，在特定的使用“环境”下，（包括机器或过程）

“机”的设计要具有从根本上防止人的操作失误所引起的人-机-环境系统功能失常或导致人身伤害事故发生的能力。

机的本质可靠性设计的根本任务就是在机的可靠性设计的基础上，充分考虑人的操作失误是可能产生的危险因素，在进行机的设计时从根本上去防止人的操作失误，从而确保人-机-环境系统的正常运行和人员的安全。 第七章

1.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”上面，通常人们称这个面为人机界面。

2.按人接受信息传递的通道可分为视觉传递，听觉传递和触觉传递着三种方式，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越性。触觉显示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。（特征见P156）

3.数字式显示器：认读过程简单速度快，读数准确，精度高 模拟式显示器：能连读，直观的反应信息的变化趋势，使人对模拟值在全量程范围内一目了然。（P156）

4.视觉显示器的设计： 指针式仪表的设计：是用模拟量来显示机器有关参数与状态的视觉显示装置，其特点是现实的信息形象，直观，监控作业效果好。根据刻度盘的形状，指针显示器可分为圆形，弧形和直线型。 数字显示器的设计：对于数字显示器是直接用数码来显示有关参数或工作状态的装置，例如电子数字计数器，数码管，数码显示屏等。其特点是现实简单，准确，具有认读速度快，不易产生视觉疲劳等优点。 5.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。

6.控制器设计的人机工程学因素：（1）控制器编码

（2）控制器的外形结构和尺寸

（3）控制器的阻力

（4）操作反馈

（5）防止控制器的意外启动

7.显示器与控制器的配合：在显示器与控制器联合使用时，显示器与控制器的设计，不仅应该使其各自的性能最优，而且应该使它们彼此之间的配合最优。显示器与控制器的配合得当，可减少信息加工与操

作的复杂性，因此可减少人为差错，避免事故的发生。显然，这对紧急情况下的操作就更为重要。 控制-显示比：所谓控制-显示比（简称C/D比）是指控制器的位移量与对应的显示器可动元件的位移量之比。

控制-显示比表示了系统的灵敏度，即C/D值越高表明系统的灵敏度越低。 控制器与显示器的配合设计原则（P174） 第八章

1.环境的一般特性：环境，作为人-机-环境系统中的一个子系统，它具有空间属性，物质属性和运动属性。 拓展： （1）环境空间属性是指环境可以容纳人与机的存在，并为人与机的活动提供场所。例如，驾驶员和车辆奔驰在陆地上，地面为环境条件。

（2）环境的物质属性是指各自不同环境多对应的物理，化学，生物学特性，与它们所服从的物理，化学和生物学的基本规律以及对环境中的人与机产生的物理，化学和生物学的作用。例如，在密闭仓的环境中，气压，温度和气流速度是环境的物理属性。

（3）环境的运动属性，体现在环境条件不是静止不变的，而是随着时间的推移发生变化的。例如，坦克行驶时，舱室内的环境温度随着发动机的排热以及人体散热量的增加，将发生逐渐升高的变化。 环境：光，温度，色彩（选择） 2.作业空间，按其安全程度可以分为安全空间，潜在危险空间和危险空间。 3.作业安全人机学分析，可分为预防性的和回顾性的两种。 拓展：

回顾性分析是根据已经发生的事故案例进行综合分析。它要求有大的样本，这样才可能从中找到事故发生的规律性。 预防性分析多用于新设计的作业系统，用于分析所发生的设备和人身事故。分析的方法有多种，其中事故数分析法

（简称FTA）是较方便的方法之一。

4.热平衡方程（P195 196）

5．热舒适环境：人在心里状态上感到满意的热环境。这里所谓心里上感到满意就是既不感到冷，有不感到热。 影响舒适环境有六个主要因素：其中四个域环境有关，即空气的干球温度，空气中的水蒸气分压力，空气流速以及室内物体和壁面辐射温度，另外两个因素与人有关，即人的新陈代谢和人的服装。此外，还与一些次要因素有关，如大气压力，人的汗腺功能等。

6.热应激环境下产生的热紧张主要是由于散热不足而引起，其过程大致可以分为代偿，耐受，热病，热损伤四个阶段。 7.人在冷环境下产生的冷紧张（又称冷应激反应）过程也分为四个阶段：舒适段，凉爽段，（耐受段），病变段，损伤段。 8.人的听觉系统是对噪声最敏感的系统，也是受噪声影响最大的系统。噪声对听力的影响主要表现在听觉疲劳。 噪声及危害人体，有影响工作效率，因此应该采取措施降低与控制。

噪声控制标准可以分为三类，第一类是基于对工作者的听力保护提出的，它们是以等效连续声级与噪声暴露量为指标的，第二类是基于降低人们对环境噪声的烦恼度提出的，它们是以等效刘按需声级与统计声级为指标，第三类是基于改善工作条件，提高工作效率提出的，它是以语言干扰级为指标。

第九章 1.人的主要功能：（P230） （1）人的第一种功能---感受器（或称传感器，也称信息发现器）。人在人机系统中首先具有感觉功能。通过感觉器官接受信息，也就是说用感觉器官作为联系渠道，去感知机的工作情况与使用情况，因此这

是感觉器官便成了联系人机

之间的枢纽和信息接受者。 （2）人的第二种功能---信息处理器

（3）人的第三种功能---控制器 机的主要功能（P231） 2.静态的功能分配与设计，就是根据人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能以固定的方式恰当的分配给人或机，而且系统在运行中并不随时加以调整，因此称其为静态人，机功能分配。

人机功能匹配是一个非常复杂的问题，在长期的实践中，人们总结出以下系统功能分配的一般原则： （1） 比较分配原则 （2） 剩余分配原则 （3） 经济分配原则 （4） 宜人分配原则 （5） 弹性分配原则

4.安全防护装置是指配置在机械设备上能防止危险因素引起人身伤害，保障人身和设备安全的所有装置。 5.安全防护方式进行分类可以分为：隔离防护装置，连锁控制防护装置，超限保险装置，紧急制动装置以及报警装置等等。 6.安全装置一般应该由传感元件，中间环节和执行机构这三个基本组成部分。 拓展：其中传感元件（又称为传感器），是用来感知不安全信号，并将非电量转移成电量；中间环节是将传感元件感知的不安全信号进行放大，处理或者将感知的运动或力进行传动（或传递），并向执行机构发生指令信号；执行机构是执行控制指令的元器件，它可以将危险运动中断，将危险因素排除，或者是将人隔离在危险区域以外。 第十章 1.“安全，高效，经济”是任何一个人-机-环境系统都必须满足的综合效能准则。 拓展：

所谓安全是指在系统中不出现人体的生理危害或伤害。 所谓高效是指使系统的工作