六、結束語
語言開發研製的它在河北省雄縣的土地規劃中取得了較為滿意的結果,它不僅大幅度減少了決策人員、土地規劃人員規劃的難度、縮短了規劃周期,而且提高了規劃的科學性、動態性、有效性。另外,漂亮、友好的圖形用戶界麵獲得了用戶的好評。實踐表明,該係統是一種較好的決策支持環境。
人-機-環境係統工程在某實驗台設計中的應用
(北京航空航天大學人-機-環境係統工程研究所)
一、前言
人機工效學在我國是一門新興的學科。從1989年中國人類工效學學會成立算起才不到7年的曆史.在國外也是一門嶄新學科。然而它的應用卻越來越廣泛,特別是其用於工程、提高係統效能的價值已越來越被人們所認識。本文就從人機工效角度談本課題實驗台的設計。
二、人機工效學及本試驗台的任務
1.人機工效學
人機工效學是研究人、機、環境三者之間的整體狀態與過程,從而使機器的設計和環境條件的設計適應於人,以保證人的操作簡便省力、迅速準確、安全舒適,充分發揮人機效能,使整個係統獲得最佳經濟效益和社會效益。因此該學科涉及麵甚廣,包括了人體科學、環境科學、工程技術這三大塊。
該學科具體研究的領域,共分為7個方麵:人、機、環境、人與機、人與環境、環境與機、人機與環境。研究的目的是使人-機-環境整個係統獲得最佳經濟效能。
本試驗裝置由於其使用環境,不存在人員素質和數量上的問題。但充分考慮實際情況,權衡係統中人、機、環境的關係提高係統效能,也是非常必要和有益的一項工作。據一項抽查表明並非係統中人的動作越簡單越好。為係統的可靠性與人所占工作量的關係。從中可見,並非自動化程度越高可靠性越高。因為人的任務減少,意味著機的任務增加,機器的可靠性隨之下降,同時,人的工作量太少,也會造成人易疲倦、心不在焉、溜號等問題,最終使係統效能下降。因此,合理分配任務把大量簡單的、重複性強的、精度要求高的工作分給機器,把適量的智能決策性工作留給人,這一般是解決問題的方向。所以給人以適量的工作既是科學的也是重要的。當然我們也考慮到用戶希望高度自動化的願望,在實際設計中充分考慮了用戶的這一心情。
2.本實驗台的技術要求
用戶要求本實驗台提供一定流量、溫度、壓力、濕度(氣體)的氣流及液流給被測對象,以上參數均可調,通過對進出口有關參數的測量,完成被測對象熱物性報告。最終提供的是一個以計算機控製為核心的熱工測控實驗台,其中包括有一個友好的用戶界麵。
三、實驗台的硬件及軟件設計
1.總體考慮
從係統中看,環境的影響很小。因此,為了集中精力考慮主要問題,我們先簡化並刪去圖1中的環境因素,重點從人機關係討論實驗台的設計及軟件界麵的實現,討論中如涉及到環境因素,再進行考慮。
2.從人機工效談條件設計
本實驗台硬件分氣源、環控係統、測控係統和試驗台外殼四大塊。裝置係統原理圖。該係統中試驗台外殼的設計實際上受前三大設備的限製,同時反過來決定著它們的布局和整個硬件的界麵效果。設計要求中用戶沒有提出座椅的問題。不過這裏還是把椅子和試驗台結合起來進行分析。
椅子及試驗台類型選擇試驗台按高度分三種:立姿控製台、坐姿控製台、坐-立姿控製台。其中有關尺寸國標中都有規定,坐-立姿控製台的尺寸。我們這裏選擇一個坐-立姿控製台配上高位椅,具體應用中我們將長度加長了,這是為了將設備全部放入其中(氣源除外)還有實驗時間很長,我們必須給實驗人員安排座椅,所以不選用立姿控製台。使用中,人坐在高位座椅上的高度與人站著時的高度是差不多的。我們之所以這樣選擇是因為:
國標中已充分考慮了工效問題,而且根據國標進行設計在時間、價錢、規範性、適用性上更好,同時長度上選擇又可滿足設備要求。
坐-立型配高位椅可方便操作人員操作姿勢的轉化。本實驗在設計上要求7次實驗為9個小時。如此長時間的工作,人坐也坐累了,我們必須,慮工作人員長期一個位工作後進體位變化的要求,而坐-立型配髙位-可方便人坐、站姿勢的轉化,並提供保護。這是因為長時間坐低位椅,如果突然起立,極有可能會給人帶來強烈不適,如眩暈等。考慮到本實驗台使用環境中具體操作人員可能是老、中、青,或男或女的科技人員,而且高級知識分子居多,從對人員的保護角度而言,這麼考慮還是周到而又細心的。
更便於合作與觀察。實驗過程中,可能會有人來視察,特別是領導、老教授、負責人等,坐-立型操作台的高'度與人相當,便於他們短期了解情況。同時在交流過程中,無論操作員或立或坐,兩人高度相當,便於交談,也可避免低位椅產生的高度差而帶來交流上的不便與不快。如一個抬頭一個俯視,一個站一個坐這種體位上的不平衡,引起一個上級一個下級心理上的不平衡。同時人處於站立時也不必俯身觀察。
坐-立式操作台相對於坐姿控製台,高度更高,台櫃體積也更大,比較適於其它三大係統組裝進去。氣源與台櫃在高度上的一致也會給人以良好的視覺效果。
另外,在座椅的舒適性方麵,國外曾做過舒適性與乘坐時間的研究。這裏如果也考慮進去,則似乎有些苛刻。一般選一個高位軟座椅,更適合國情和本課題的資金情況。
試驗台布局測控、環控係統裝在台櫃內。台櫃的四麵封閉僅留出機械部分的進出接口。後蓋為易開、關型式。台子的正麵為屏幕、手動開關、按鈕報警等。屏幕與鍵盤采用嵌入式結構並正對著人,屏幕高度選擇標準人視角下0-30度內。手動開關、鈕位於左手側台麵上,具體狀態有屏幕顯示。台麵右手側留給鼠標報警燈位於屏幕兩側。以上設計具有通用性強、美觀、實用的優點。
軟件在總體設計上,要求可靠性高以完成連續9個小時測控工作,在人員任務上要簡單,使實驗人員能堅持9個小時,並能有機會在附近走動,簡單性是為了滿足中間換人時的交接更容易。
主窗口:以流程圖作為主窗口,按用戶規定周期刷新各點熱工參數的最新數據。其形象、直觀,又能作到實時監控。
菜單區:通過對菜單區各種菜單的選取完成參數預設、係統控製、文件管理、數據管理、磁盤管理以及各種設備管理等。對菜單區的選擇是對主窗口的完善,從而最終達到一個完善的係統,主窗口主要用於對實時數據的顯示、監視。而菜單則完成一些主要的後台功能,同時也可調出一些子窗口(如參數變化曲線窗等)用以完善用戶對係統的了解。
報警功能:本係統擬采用雙級報警。通過聲音和報警顯示區兩種形式提醒用戶。當過程的運行參數、狀態正常時,報警顯示區以綠色標識;當參數、狀態出現某些可容忍性異常時,以黃色顯示:當係統出現某些危險,甚至可能導致破壞時,紅色閃亮,同時聲音報警,以防止操作員發呆、睡覺等。對於這些危險參數,同時以紅色顯示在流程圖上。紅色報警,延時祁8後,係統自動切斷現場電源(以防操作員不能及時消除危險或已經溜號等)。
在試驗台的硬件及軟件界麵設計中,使係統總體效能達到最佳是我們工程設計中不可忽視的一個環節。特別對於有了一定此類知識和意識的現代工程人員,自覺地運用起人機工效的知才能使我們的設計更實用、更科學,使我們的工作更好地為人民眼務。
人體動態模型在航空上的應用
(航空工業總公司第六一零研究所)
一、提要
對人體在航空應急情中產生的作用力和加速度的動態響應有預測模擬,可以指導改善安全性和適當性設計。美國阿姆斯特朗實驗室,為了預計人體在飛機墜毀、彈射、應急跳傘以及其他危險環境條件下的動態響應,而采用了人體關節鉸接式整體模型,這種模型是在模擬汽車事故遇難者的數學模型的基礎上發展起來的。為了在製造樣機或進行昂貴的試驗之前評估人體在飛機座艙中的安全性,而采用了這種模型。采用該模型還可以提供難以測量的數據,諸如人體內部的作用力,並可以改變參數進行模擬,以補充試驗數據。本文旨在介紹人體動態模型在航空救生方麵的應用。例如,模擬在可生存的摔機過程中頭部與平顯的碰撞情況,以便評估飛機的安全性,模擬乘員應急跳傘的情況,以研究人體與飛機結構碰撞的可能性,以及模擬直升機吸能座椅的適墜性能。