控制室設(shè)計(jì)中人機(jī)工程學(xué)案例分析

1、控制室設(shè)計(jì)中人機(jī)工程學(xué)案例分析一、控制室設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)要求該控制室的形成，是將一個(gè)發(fā)電廠(chǎng)或變電站的全部控制、觀(guān)測(cè)與操縱儀器集中于一個(gè)室內(nèi)。要求把操縱臺(tái)和控制室作為功能上相互有關(guān)的部件來(lái)看待， 其中控制室室內(nèi)結(jié)構(gòu)造型為一個(gè)單 元，操縱 臺(tái)和儀表板構(gòu)成一個(gè)單元。應(yīng)把兩者看作技術(shù)上和工程上不可缺少的單元來(lái)設(shè)計(jì)。控制室、儀表板和操縱臺(tái)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，首先影響的是在室內(nèi)工作的人，以及控制室所具有的功能?？刂剖以O(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)要求是，使操作者在其崗位上能較輕松地觀(guān)察其視覺(jué)范圍內(nèi)的一切目標(biāo)，并能無(wú)差錯(cuò)地讀清一切信號(hào)。照明必須有足夠的光度，盡量避免眩光，反光要以不影響讀清儀器上所示符號(hào)為原則。噪聲電平應(yīng)處于最低

2、點(diǎn)，設(shè)備應(yīng)保持無(wú)塵。操作臺(tái)上的各種操作裝置，都設(shè)計(jì)成相協(xié)調(diào)的組合。選擇操縱臺(tái)形式，要保證讀清儀器上所顯示的讀數(shù)， 并保證開(kāi)關(guān)具 有良好的性能和便 于維修，允許操作者變換作業(yè)姿勢(shì)。二、控制室影響因素綜合分析1. 控制室設(shè)計(jì)要素控制室設(shè)計(jì)主要包括控制室空間、儀表板和操縱臺(tái)三大部分，每一部分的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容列于表1-1o表1-1控制室設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)單元控制室儀表板操縱臺(tái)設(shè)計(jì)內(nèi)容a. 大小b. 平面設(shè)計(jì)C.高度d. 照明e. 色彩f. 材料a. 大小b. 編排C.高度d. 切口e. 底邊a. 大小b. 編排C.斷面d.電話(huà)機(jī)臺(tái)2. 影響控制室設(shè)計(jì)的因素1）影響控制室設(shè)計(jì)的因素包括技術(shù)因素、經(jīng)濟(jì)因素和人機(jī)工

3、程學(xué)因一素，這三類(lèi)因素所包含的指標(biāo)，分別對(duì)表1-1中的各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容產(chǎn)生影響，有關(guān)指標(biāo)對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的綜合影響關(guān)系分析如圖1-1所示。由圖1-1的綜合分析可知，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容產(chǎn)生影響的三大類(lèi)因素共有 23項(xiàng)指標(biāo)，其中屬于技 術(shù)因 素為7項(xiàng)；屬于經(jīng)濟(jì)因素為3項(xiàng)；而屬于人的因素有17項(xiàng)。由圖可見(jiàn)，在控制室設(shè)計(jì)中， 人機(jī)工程 學(xué)因素影響最大，認(rèn)真分析人機(jī)工程學(xué)影響因素顯得非常重要。圖1-1控制室影響因素綜合分析三、控制室組成部分設(shè)計(jì)1. 控制室空間設(shè)計(jì)要點(diǎn) 控制室的大小取決于控制裝置和信息量的大小。信息是通過(guò)各種類(lèi)型的信息儀器而獲得，信息量則取決于信息儀器的大小。其中儀器有照明的、書(shū)寫(xiě)的、顯示的和聲學(xué)的測(cè)

4、量?jī)x表和信號(hào)儀器。儀器大小取決于儀表工業(yè)的科學(xué)技術(shù)水平，并且還受到顯示讀數(shù)的最佳識(shí)別程度的限制。 儀表板墻面呈半圓形，由此使控制室操作者在操作臺(tái)旁的位置至全部?jī)x表板的距離大致相等，而對(duì)儀表的能見(jiàn)度無(wú)視差。半圓的中點(diǎn)和操縱臺(tái)后面的距離要求正好使操作者不受反射回聲的干擾。具體布置見(jiàn)圖1-2所示的控制室平面設(shè)計(jì)。 天花板高度的設(shè)計(jì)要求是，應(yīng)使控制室的照明達(dá)到均勻的程度，并能避免干擾的照射和刺目的光線(xiàn)。 照明設(shè)備和強(qiáng)度選擇原則是，使光線(xiàn)照在所有儀表上都無(wú)陰影。在儀表玻璃上不岀現(xiàn)反光現(xiàn)象，并容易讀岀所示數(shù)字。同時(shí)，發(fā)光信號(hào)的能見(jiàn)度良好。 操縱臺(tái)和儀表板的色彩在考慮到色彩心理學(xué)知識(shí)的情況下，其適應(yīng)程度能使

5、操作者在工作效率上不受妨害。此外，在色彩和材料的選擇上必須符合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的基本要求。 天花板和墻的材料選擇在考慮到慣常的生產(chǎn)噪聲以及其它人為噪聲的情況下，必須符合聲學(xué)要求。2. 儀表板的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 儀表板的大小取決于儀表板上安裝儀器的數(shù)量以及儀器的大小，儀器的大小取決于測(cè)量技 術(shù)的狀況。所使用的材料和儀表上所示數(shù)字易讀程度的限制。易讀程度還取決于操作者的觀(guān)測(cè)距離(指操縱臺(tái)至儀表板的距離)。儀表板總的大小還與儀表在板面的布置形式有關(guān)。 儀表板上只安排信號(hào)儀器和測(cè)量?jī)x器。儀表板這樣編排的目的是便于觀(guān)察并盡可能地?zé)o差 錯(cuò)認(rèn)讀數(shù)字在儀表板中部安排所有最重要裝置。具體布置區(qū)域參見(jiàn)圖1-2。圖1-2 控制

6、室平面設(shè)計(jì)布置要點(diǎn)是：在儀表中部安排所有最重要的裝置，附有回答裝置的斷路器和斷路開(kāi)關(guān)及能顯示的測(cè)量?jī)x器。一切裝置要求在不改變裝置本身的條件下能使人認(rèn)讀迅速，并予以控制。其兩側(cè)安裝次要的裝置：帶文字的發(fā)光信號(hào)裝置。通過(guò)裝置本身的變化，可看清信號(hào)予以控制靠右邊外面的這一部分安裝有記錄、測(cè)量?jī)x器。操作者位置的改變也可控制該儀器。 儀表板高度受到視角大小的限制。視角大小對(duì)儀表板上所有儀器具有最佳但又不刺目的能見(jiàn)度。儀表板高度確定及其能見(jiàn)度情況如圖1-3(a)所示。 儀表板上的接口是由鋼板的供應(yīng)尺寸和所選擇儀表板的加工方法所決定的。其它部分的接口是由最佳儀表板支架尺寸所決定的。但總體尺寸都得符合預(yù)先規(guī)定

7、的運(yùn)輸車(chē)輛的長(zhǎng)度和企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)輸規(guī)定。 儀表板底邊高度(+530mm)應(yīng)使坐著的觀(guān)察者觀(guān)看最低的儀器而不被操作臺(tái)所遮蔽，見(jiàn)圖1-3 (a)。3. 操作臺(tái)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 操縱臺(tái)大小取決于操縱臺(tái)上面安排控制儀表和控制器的數(shù)量和大小。儀器的大小取決于儀 表科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)水平。操縱臺(tái)控制儀器的數(shù)量與儀表板顯示儀表數(shù)量相一致。 操縱臺(tái)編排在中間部分。中間部分只安裝控制機(jī)構(gòu)，并且是立姿操作的，亦可達(dá)到立姿和坐姿交替操作。如此設(shè)計(jì)可避免因單調(diào)而致使人體疲勞，以保持工作效率?？刂茩C(jī)構(gòu)應(yīng)適應(yīng)操作者迅速操作要求，能正確識(shí)別和輕易操作示儀表，應(yīng)作相應(yīng)的組合并具有相同的功能特征。 操縱臺(tái)斷面確定的主要依據(jù)是，從操作者角度來(lái)

8、觀(guān)察儀器，前排是水平位置的，而后排問(wèn) 下傾斜一點(diǎn)。因此，在立姿操作時(shí)，對(duì)觀(guān)察前后兩排儀表應(yīng)有一個(gè)大約相等的視角，且對(duì)操作者有一個(gè)大概相等的距離，如圖1-3(a)所示。 兩側(cè)電話(huà)機(jī)臺(tái)的高度要適應(yīng)坐著彎曲前臂的高度，目的是按鍵時(shí)方便，并能通觀(guān)全部按鍵范圍。操作者在立姿或坐姿操作時(shí)視野如圖1-3(b)所示。(1)圖1-3操作者視野設(shè)計(jì)四、控制室總體方案設(shè)計(jì)根據(jù)上述控制室設(shè)計(jì)影響因素綜合分析和各分部設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究，先后對(duì)控制室總體設(shè)計(jì)考慮了二種方案。并對(duì)二種方案進(jìn)行分析、比較和選擇。1.方案一方案一總體布置如圖1-4所示。由圖可見(jiàn)，將操作板成彎曲形地安裝在室內(nèi)，與天花板和墻緊密接合。天花板是傾斜的，照明

9、是安裝在天花板與墻之間的。操縱臺(tái)用鋼板結(jié)構(gòu)制作，其主體部分(插入格層)直接與形成一定角度的書(shū)寫(xiě)臺(tái)相連接，并安裝有可以眺望戶(hù)外的大型窗戶(hù)。對(duì)方案一進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該方案存在著幾處不符合人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)要求：例如，抬高操縱臺(tái)兩側(cè)的書(shū)寫(xiě)臺(tái)，按人機(jī)工程學(xué)要求是不適合的；手頭放電話(huà)機(jī)的地方也不夠。以1 : 1比例的樣品來(lái)研究的裝在天花板和墻之間的照明是不太理想的。因?yàn)樽畲罅炼仍谔旎ò搴蛪χg的彎曲處。天花板和墻之間的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜。圖1-4方案一總體布置2方案二圖1-5操作臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖在分析方案一的基礎(chǔ)上，進(jìn)而提出了方案二。與方案一相比，在控制室主要部件設(shè)計(jì)方面作了改進(jìn)。由于儀表板是構(gòu)成控制室的重要部件，將是控制室的視覺(jué)中心。出于控制室造型的審美原因,將依表板與墻面平整地銜接。由于聲學(xué)的原因，墻上裝設(shè)有清晰的木質(zhì)條紋，并鑲上適當(dāng)?shù)母粢舨牧?，天花板可起聲學(xué)覆板作用。照明燈安裝在建筑物設(shè)置好的照明通道里。為了滿(mǎn)足操作舒適性、高效性要求，對(duì)操縱臺(tái)作了改進(jìn)設(shè)計(jì)。圖1-6方案二的整體效