安全人机工程学（第2版）

序一

序二

前言

第1章安全人机工程学概述及其研究方法

1.1人—机—环境系统及工程概论

1.2人机工程学及安全人机工程学

习题

第2章人因失误事故模型

2.1事故致因理论

2.2基于人体信息处理的人因失误事故模型

2.3事故的统计规律与预防原则

习题

第3章人机系统中人的基本特性与热感觉

3.1人的物理特性

3.2人的生理特性

3.3人的心理特性

3.4*人的数学模型

3.5*人—机—环境系统中人体热调节的数学模型

3.6*人体热舒适模型

3.7人的热感觉及相关的评价指标

习题

第4章人的作业能力与疲劳分析

4.1人体作业时能量交换的特性

4.2作业时人体的调节与适应

4.3作业能力的动态分析

4.4作业疲劳及其测定

4.5提高作业能力与降低疲劳的措施

习题

第5章人的自然倾向与人的可靠性概论

5.1习惯与错觉

5.2精神紧张与躲险动作

5.3人为差错

5.4人的生理节律

5.5人的可靠性模型及其研究方法

5.6人可靠性的基本数据

习题

第6章机的特性研究及其数学模型

6.1机的可操作性以及机的动力学特性分析

6.2*机的易维护性以及基本维修性指标

6.3机的本质可靠性

习题

第7章人机界面的安全设计

7.1信息显示装置的类型及其特点

7.2显示装置的设计

7.3控制器的设计

7.4显示器与控制器的工效学设计

习题

第8章环境特性的研究及作业空间的设计与改进

8.1环境的分类以及环境的基本特性

8.2作业空间设计的基本要求

8.3作业空间分析

8.4安全作业研究与标准化作业

8.5工作座椅的静态舒适性设计原理

8.6微气候及其改善

8.7职业危害以及职业安全与健康

8.8航空航天作业中的宇宙辐射及其防护

习题

第9章人机系统功能匹配以及安全防护装置设计

9.1人机功能关系

9.2人机系统设计的基本要求和要点

9.3安全防护装置设计

习题

第10章人—机—环境系统的分析与评价

10.1人—机—环境系统总体性能的指标、任务与理论基础

10.2系统的建模与辨识

10.3人机系统的连接分析方法

10.4人机系统故障树分析评价法

10.5人机系统的可靠性分析

10.6系统安全综合评价法

习题

第11章安全人机工程学基本理论的应用

11.1视频显示装置的安全人机工程学

11.2汽车运输作业中的安全人机工程学

11.3航天人—机—环境系统中的安全人机工程学问题

11.4车辆人—机—环境系统中乘员热舒适性的数值计算

习题

第12章人为失误事故的典型案例与分析

12.1人为失误的定义及分类

12.2北京东方化工厂储罐区爆炸特别重大事故分析

12.3上海高桥石油化工公司炼油厂液化气爆炸事故

12.4南京金陵石化公司炼油厂爆炸事故分析

12.5飞机一等飞行事故

12.6汽车交通特大事故

12.7轮船搁浅沉没重大事故

12.8TNT生产线硝化车间特大爆炸事故

12.9上海沪东造船（集团）有限公司特大吊装事故

12.10贵州省马岭河峡谷风景区索道失控坠落特大事故

12.11河南平顶山十矿瓦斯爆炸特大事故分析

12.12皖北矿务局刘桥一矿重大火灾事故

12.13湖南省武冈市红旗煤矿特大透水事故

12.14全国煤矿安全状况概述

12.15美国锅炉压力容器事故的状况与分析

12.16人为事故的预防

习题

第13章绿色和智能化人—机—环境工程的分析与展望

13.1环境生态系统健康与可持续发展

13.2人—机—环境系统总体性能评价的4项指标

13.3数字化人—机—环境安全工程

13.4信息化人—机—环境安全工程

13.5虚拟场景下人—机—环境安全工程

13.6智能化人—机—环境安全工程

13.7基于认知神经科学的显示界面设计及多学科人—机—环境系统优化

习题

参考文献

本书以安全科学、系统科学和人体科学为核心，强调人、机、环境三大类要素之间的相互关联与制约，十分重视基本概念、基本原理、基本方法的阐述，强调内容的科学性、系统性、新颖性，全书共13章，涵盖了以下七大方面的内容：①人的特性及其数学模型；②机的特性以及人机界面的设计；③环境特性以及作业空间的设计；④人—机—环境系统的总体性能分析与安全评价计算；⑤安全人机工程学基础理论的应用；⑥人因失误事故的典型案例与分析；⑦人—机—环境系统的展望与发展。本书可作为高等院校理工类安全工程专业、人机与环境工程专业、系统工程专业、工业工程专业的本科教材，也可供有关教师、科技人员以及研究生学习参考。中标注“*”的章节，可作为研究生课程的讲授内容，对本科生可不作要求。

1 绪论 1.1 人机工程学 1.1.1 人机工程学的概述 1.1.2 人机工程学的研究内容与方法 1.1.3 人机工程学体系及其应用 1.1.4 人机系统与人机工程设计 1.2 安全人机工程学的形成与发展 1.2.1 安全人机工程学的定义 1.2.2 安全人机工程学的内涵 1.2.3 安全人机工程学的发展 1.3 安全人机工程学 1.3.1 安全人机工程学的定义 1.3.2 安全人机工程学研究的对象 1.3.3 安全人机工程学研究的内容 1.3.4 安全人机工程学研究的特点 1.3.5 安全人机工程学的研究方法 1.3.6 安全人机工程学的研究目的与任务 1.4 安全人机工程学与相关学科的关系 1.4.1 与人机工效学的关系 1.4.2 与安全管理心理学的关系 1.4.3 与人体测量学及生物力学的关系 1.4.4 与安全工程学的关系 1.4.5 与人体生理学及环境科学的关系 1.4.6 与其他工程技术科学的关系 1.5 安全人机工程学与产品设计 1.5.1 产品设计简介 1.5.2 产品设计中的人机工程学 1.6 安全人机工程学的产生与展望 1.6.1 安全人机工程学的产生 1.6.2 安全人机工程学的展望 1.6.3 安全人机工程学发展新趋势

2 安全人机参数 2.1 人的体能特点 2.1.1 作业时域 2.1.2 作业持续时间 2.1.3 工作间歇休息 2.1.4 睡眠缺失程度 2.1.5 轮班模式 2.1.6 作业疲劳 2.2 人体测量的基本知识 2.2.1 中国人体尺寸比例计算法 2.2.2 人体测量数据的应用 2.2.3 主要人体尺寸的应用原则 2.2.4 人体尺寸的应用方法 2.2.5 其他国家成年人人体尺寸 2.3 生物力学因素 2.3.1 运动系统的机能及其特征 2.3.2 视觉机能及其特征 2.3.3 听觉机能及其特征 2.4 人的动作特性 2.4.1 人的动作反应时间 2.4.2 人体动作的灵活性 2.4.3 人体动作的准确性 2.4.4 运动速度与准确性 2.4.5 盲目定位运动的准确性 2.5 人的个体行为 2.5.1 个体角度的人员行为机理 2.5.2 青年骑行者的主要心理行为特点对交通安全的影响分析 2.5.3 青年人心理过程特性 2.5.4 青年人心理行为特征分析 2.5.5 影响青年人骑车安全行为的对策

3 安全人机特性 3.1 人机系统中人的特性 3.1.1 人的生理特性 3.1.2 人的心理特性 3.2 适合人体姿势的特性设计 3.2.1 作业区域的基本要求 3.2.2 作业姿势的记录与评估 3.2.3 为手的设计 3.2.4 实例分析与研究：计算机显示高度对人颈部姿势的影响 3.3 工作人员的选拔 3.3.1 人机特性比较 3.3.2 人机配合 3.4 安全装置 3.4.1 安全装置的作用 3.4.2 安全装置的防护重点 3.4.3 安全装置的设计 3.4.4 安全装置的分类 3.4.5 安全装置的选择 3.5 人机结合面 3.5.1 显示装置 3.5.2 可视化信息设计 3.5.3 控制与控制器 3.6 人机系统的可靠性 3.6.1 可靠性的定义及其度量 3.6.2 人的可靠性 3.6.3 机器的可靠性 3.6.4 人机系统的可靠度计算 3.6.5 提高人机系统安全可靠性的途径

4 人机结合面 4.1 显示与显示器 4.1.1 人机相互作用的信息分析 4.1.2 信息显示设计 4.1.3 视觉显示 4.1.4 听觉显示 4.1.5 听觉显示主要研究领域 4.1.6 基于电话的用户界面 4.2 可视信息设计 4.2.1 文字标记 4.2.2 电子显示器的字母与数字 4.2.3 显示式样 4.2.4 图形符号 4.3 控制与控制器 4.3.1 控制器的类型与选择 4.3.2 控制器设计的一般原则 4.3.3 控制器的形状和式样 4.3.4 控制器的尺寸和操作行程 4.3.5 操纵器的识别编码 4.4 安全人机系统申的作业环境 4.4.1 微气候 4.4.2 环境照明 4.4.3 色彩调节 4.4.4 环境噪声

5 安全人机工程设计原则 5.1 以人为中心设计的原則 5.1.1 以人为中心设计概述 5.1.2 以人为中心设计的意义 5.1.3 如何进行以人为中心设计 5.1.4 以人为中心设计的实例 5.2 产品人性化设计的原則 5.2.1 注重可视性 5.2.2 建立正确的匹配关系 5.2.3 考虑可能出现的人为差错 5.2.4 适当采用标准化 5.2.5 利用自然和人为的限制性因素 5.3 绿色设计的原则 5.3.1 绿色设计概述 5.3.2 绿色产品造型设计 5.3.3 绿色产品结构设计 5.3.4 绿色产品材料设计 5.4 全生命周期设计的原則 5.4.1 生命周期设计的概念 5.4.2 生命周期设计的方法 5.4.3 生命周期设计的发展趋势 5.4.4 城市轨道交通项目全生命周期设计理念研究

6 安全人机工程设计理念与方法 6.1 安全文化理念 6.1.1 安全文化理念与安全生产的关系 6.1.2 大众安全文化 6.1.3 民爆企业安全文化理念 6.1.4 建筑企业安全文化理念 6.1.5 矿山安全文化理念 6.2 安全人机工程中的共用性设计理念 6.2.1 共用性设计概述 6.2.2 共用性设计的心理需求及其社会意义 6.2.3 共用性设计与安全人机工程学设计的关系 6.2.4 共用性设计遵循的原则 6.2.5 产品共用性设计的优先次序 6.2.6 共用性设计实例 6.3 安全人机工程设计的方法 6.3.1 调查法 6.3.2 观察法 6.3.3 实测法 6.3.4 实验法 6.3.5 分析法 6.3.6 心理测量法 6.3.7 心理测验法 6.3.8 图示模型法 6.3.9 计算机仿真 6.3.10 其他分类方法

7 产品形态的安全人机工程学设计 7.1 概述 7.1.1 产品形态的定义 7.1.2 产品形态的特征 7.1.3 产品形态的表现要素及意义 7.1.4 产品形态的作用 7.1.5 影响产品形态的因素 7.1.6 产品形态与功能的关系 7.2 产品形态安全人机设计 7.2.1 人机与形态 7.2.2 人体测量学 7.2.3 虚拟人 7.2.4 人机交互 7.2.5 容错设计 7.3 产品形态人机设计发展趋势 7.4 基于数据信息的产品形态设计过程 7.5 形态设计的评价指标 7.6 基于安全人机工程学的形态设计的应用 7.6.1 飞机驾驶舱的形态设计 7.6.2 船用通信组合机柜的形态设计 7.6.3 新型多功能吸尘器的形态设计

8 安全人机工程产品设计 8.1 工业生产安全人机工程设计 8.1.1 硫酸控制室安全人机工程的研究内容 8.1.2 安全人机工程学在挖掘机驾驶室中的应用 8.1.3 安全人机工程学在建筑施工安全事故预防中的应用 8.2 道路交通运输安全人机工程设计 8.2.1 汽车的人机系统设计 8.2.2 彩色路面在交通安全中的应用 8.3 煤矿生产安全人机工程设计 8.3.1 煤矿井下人-机-环境系统的特点 8.3.2 应用安全人机工程学实现矿井安全生产的措施 8.3.3 基于安全人机工程学的煤矿机械设计 8.3.4 刮板输送机安全人机工程研究 8.3.5 安全人机工程学在确定合理巷道断面尺寸中的应用 8.4 日常生活中的安全人机工程设计 8.4.1 中国传统人机工程学思想实例一明椅的设计 8.4.2 人机工程学在数码相机设计中的应用 8.4.3 基于人机工程学的健身踏步滑板车的设计与应用

参考文献

本书由华北科技学院姚建和田冬梅组织编写，全书共分为八章，第一章介绍了人机工程学和安全人机工程学的基本概念和发展过程；第二章介绍了人的体能特点、人体测量的基本知识、生物力学因素、人体的动作反应和人的个体行为；第三章介绍了人机特性、人机系统可靠性和安全装置；第四章介绍了显示器、控制器和安全人机系统中的作业环境；第五章介绍了安全人机工程设计原则；第六章介绍了安全人机工程设计理念与方法；第七章介绍了产品形态安全人机设计及发展趋势；第八章从工业生产、道路交通、煤矿生产和日常生活等方面进行了产品设计。