安全标志课程设计校园警示标志安全人机设计与分析.docx
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安全标志课程设计校园警示标志安全人机设计与分析
吉林化工学院
课程设计
设计题目校园警示标志安全人机设计与分析
教学院环境与生物工程学院
课程名称安全工程技术
专业班级安全工程0901
学生姓名王丹锋
学生学号09369102
指导教师付净
起止日期：
2012年10月29日-11月09日
安全工程课程设计任务书
题目名称
校园警示标志安全人机设计与分析
设计依据
及
相关说明
1、设计依据
以整个校园为研究范围，进行实地测量及考察安全标志的位置及配置情况，获取相关数据。
2、相关说明
设计应遵照《安全标志及其使用导则》（GB2894-2008）中的相关规定。
对校园内可能存在潜在危险性的位置进行分析并设计警示或安全标志（或对已有标志进行改进）。
设计要求
1、完成课程设计说明（计算）书
包括项目概况分析、人-机-环三要素的分析、确定不合理或不利因素、针对性的改进措施、设计总结（优势分析）等。
2、完成课程设计图纸（图幅A3）
至少包括：
系统改进（设计）图1张。
具体要求：
（1）项目概况分析：
根据设计任务书要求，围绕选定的设计题目开展文献、信息的检索、阅读和分析，以及国内外研究的对比。
（2）人-机-环三要素分析：
根据自己掌握的知识，应用安全人机工程的原理，对选定的设计题目的原有“人-物-环”三要素进行分析评价。
（3）确定不利因素：
通过对“人-机-环”三要素的分析确定系统中的不利因素，查找不足，以便为自己新的设计或发明找到切入点。
（4）改进措施（设计）：
针对系统中存在的不利因素提出有针对性的解决措施，并进行合理设计，完善人机系统的功能。
（5）设计总结：
对改进或初步设计的元素，进行优势分析，并作出最终结论。
主要参考
资料及标准
（1）《安全人机工程学》王保国等编著北京：
机械工业出版社2007.9
（2）《安全工程学》何学秋等编著徐州：
中国矿业大学出版社，2000.6
（3）《安全人机工程学》张力廖可兵主编北京：
中国劳动社会保障出版社，2007
（4）《人机工程学设计应用》严扬编著北京：
中国轻工业出版社1998
（5）坐姿人体模板功能设计要求（GB/T14779-1993）
（6）中国成年人人体尺寸（GB/T10000-1998）
（7）工作空间人体尺（GB/T13547-1992）
摘要
随着中国国民经济的高速增长，政府对教育行业的投入也逐年增加，但做为社会进步重要标志之一的职业健康安全工作却远滞于经济建设的步伐，频繁发生的学生伤害事故也为校园安全管理敲响了警钟，校园师生员工的健康安全和环境管理越来越成为人们关注的焦点问题。
本课题以整个校园为研究范围，进行实地测量及考察安全标志的位置及配置情况，获取相关数据。
从研究学校管理工作的特点和人-机-环三要素分析出发，提出建立学校安全标志的位置及配置情况，力求达到推动学校管理工作的创新。
同时培训师生增强自我防护意识、自救能力和高度的责任心，用有效的防范措施保障学校的健康安全。
本文校园安全管理的一些经验，结合我国校园安全管理的法规制度，运用《安全标志及其使用导则》（GB2894-2008）的相关要求，对校园内可能存在潜在危险性的位置进行分析并设计警示或安全标志（或对已有标志进行改进），研究校园健康安全环境、探索解决校园安全问题的广泛途径。
研究适合各类学校的健康安全环境管理制度，研究管理体系国际标准对学校的适应性和需要迸一步改进的方面，按照标准的思路和理念策划学校健康安全环境管理体系的安全标志人机设计与分析。
随着社会文明的迸步，社会经济的发展必然对校园健康环境和安全标志提出更高的要求，校园健康环境与安全标志必将得到广泛的发展和完善。
关键词：
安全标志；人-机-环；安全人机
前言
学校是培养人才和科学研究的崇高领地，广大在校师生的健康安全是学校的头等大事，只有确保师生的健康安全，才能为教书育人和科学研究的发展创造良好的环境。
我国共有大中小学在校学生两亿多名，是一个相当庞大的社会群体，保障在校学生的人身安全和健康是维护学生的合法权益，保障学校教育教学正常秩序的重要方面，长期以来一直受到学校、教育部门和社会各界的关注。
中央领导对学生的安全健康非常关心，多次指示：
保证在校学生的健康安全是学校应该放在首位的问题。
只有保证安全，才能保证教育教学的质量。
所以校园安全标志非常重要，是最直接的保证。
安全标志运用安全人机工程学的设计与分析，人机工程学是采用科学的方法研究人、机、环境三要素之间的关系。
人体工程学已经在我们的生活中起着十分重要的作用了，我们不能忽视它的存在，应该好好地利用这个学科，为人们的生活、生产、学习、工作服务。
在新的世纪里，我们以新的方式来感知世界，人们越来越多地在追求一种新的生存环境和生存空间，毫无疑问，未来的人性化设计将具有更加全面立体的内涵，他超越我们过去所局限的人与物的关系的认识，向时间、空间、生理感官和心理方向发展。
人性化的设计是最实在的，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐结合的产物，使设计真正体现出对人的尊重和关心。
由于安全标志的人机设计与分析涉及面广，加之安全人机工程是新兴边缘学科，随着科学的不断发展研究内容的不断扩大，加之作者水平有限，不免有不妥之处，恳请读者提出批评和指正。
第一章项目概况
1.1研究背景
我国是世界上生产安全事故多发的国家。
据国家安全生产监督管理总局统计，2003年全国共发生生产安全事故963976起，死亡136340人；2004年全国共发生各类生产安全事故803573起，死亡136755人；2005年全国共发生各类生产安全事故717938起，死亡127089人。
根据资料显示．在仅有标志标线控制状态下的交通事故发生率仅低于无控制的交通事故发生率，这说明标志标线在指导人们行为的方面没有发挥应起的作用。
生产安全事故发生的原因是复杂的，有人们安全意识不足、自救常识不够等方面的原因，但是生产现场和公共场所配备的安全标志没有发挥应有的作用也一个重要的方面。
因此，我们应该考虑从安全标志设计、设置的角度来思考如何更大程度的发挥安全标志的作用。
目前,对于安全标志的研究大多还局限在对标志外观尺寸、颜色搭配以及设施结构、材料等方面，但鲜有从人机学的角度研究安全标志的识别性。
本研究试图从人机学的角度研究安全标志的识别性，主要从人们对于安全标志中包含的信息进行加工的角度来进行研究。
对图形编码方式的安全标志进行全面的评价，量化安全标志的识别难易程度。
评价图标是图标设计发展中重要的一步，也是改进图标的重要辅助工具。
安全标志通常由安全色、几何图形和形象的图形符号及辅助说明文字等几部分构成，用以表达特定的安全信息，是一种国际通用的信息表达模式，不同国籍，不同民族，不同文化程度的入都能容易地理解和使用。
使用安全标志的目的是提醒人们注意周围环境中潜在的危险因素，指导人们采取合理的行为规避风险，防止人身事故的发生，起到保障安全的作用.
1.2国内外对学校安全研究概况和解决办法
世界许多国家的情况表明，由传统死因引起的儿童死亡得到了有效控制，但儿童死于意外伤害的问题却日益突出。
由于意外伤害所造成的儿童伤残对儿童身体和心理发展及给家庭和社会带来的长期负担和影响不容忽视。
同时，针对世界环境保护日益恶化的现象。
世界各国中小学都开展了“绿色教育”，旨在提高学生的环境保护意识。
但是高中和大学生的死亡率也在逐年增加，为此世界各国加强了学校保护力度，对学校的警示标志是最基本的要求。
1.2.1我国对学校安全与环境问题的研究和解决办法
中国每年至少有约l千万儿童受到各种形式的意外伤害，约占中国儿童总数的10％，其中10万儿童因此死亡，40万儿童残疾。
意外伤害已成为中国l一14岁儿童死亡的第一位原因。
2002年教育部发布的第12号教育部令，颁布了《学生伤害事故处理办法》对学生在校期间所发生的人身伤害事故的预防与处理作出了具体规范。
该《办法》自2002年9月1日起施行。
“绿色教育”，就是将可持续发展的思想和观念，特别是环保意识融入教育的各要素之中，内蕴于素质教育之中，使之成为学生的基础知识结构和综合素质的重要组成部分。
大学绿色教育应被视为一种以人为本的教育，即要引导学生追求人性化、人与自然和谐的生存生活方式，与资源和环境相协调的社会经济发展方式。
1998年清华大学在国内首先提出创建“绿色大学”的办学理念，在大学中贯彻绿色意识、推出绿色产品、建设绿色校园的。
在我国，大学绿色教育存在的问题有：
第一，环境教育体系不完善。
第二，学科分类的局限性。
第三，校园环境不优美，学生感受不到大自然的亲近，体验不到深层的生态伦理。
总的来说，我国大学绿色教育还存在严重滞后。
学校安全问题一直是各个国家关注的一个焦点。
美国早在上世纪60年代就由各州立法建立了校园警察，后来又有了联邦制定的《校园安全法》，使美国校园安全管理有了执法依据：
在日本、加拿大等国同样也建立了一套以保护校园安全为内容的法律法规体系。
国际上有关校园安全立法，大致可以分成以下两种类型：
校内保护型（以日本为例）。
校外保护型、（以美国为例）。
“绿色教育”在中小学中首先开展，然后扩展到大学，成为大学生素质教育的重要组成部分。
大学绿色教育与小学、中学的环境教育既有联系，又有区别。
小学的环境教育较注重感性认识。
中学的环境教育主要是通过环境问题的演示、讨论和一些具体的社会教育活动，理解和认知环境。
大学“绿色教育”则应突出生态环境知识的系统性和科学性，关注生态的文化意蕴，使大学生在理性的层面上了解当今全球环境问题产生的背景，根源以及解决问题的可能途径。
在绿色教育的实施上，各国作法也各具特色。
美国：
环保用品就在身边。
澳大利亚格利福士大学提出教学环境管理四环节：
一是制定绿色课程计划。
二是对大学日常计划进行绿化。
制订绿色大学的指标体系和环境管理系统，支持学生绿色社团等；三是大学与社区开展合作研究，提供“绿化”人才培训基地；四是搞好“绿化”教学方法。
加拿大多伦多大学开展共建大学与社区联合体活动，其组织形式是：
商业组织+行政组织+学校绿色组织。
此外，还有美国乔治华盛顿大学的“绿色大学”、英国爱丁堡大学的“环境议程”、加拿大滑铁卢大学的“校园绿色行动”等[1]。
1.3国内外安全标志研究情况
作为一种图形标志，安全标志是由图形符号、安全色和几何形状组成的。
国内外对于标志的研究主要集中在对标志的色彩、颜色搭配、外观尺寸、设施构造和材质材料等方面。
发达国家（如英、美、德、法、日、俄罗斯等国）非常重视完善标志颜色的技术，制定了有关信号、标志及标记颜色的一系列标准；国际组织国际标准化组织（ISO）很重视完善信号和标志及标记颜色，制定了一系列国际标准。
这些标准的制定和实施，使人一机—环境协调匹配，对提高运行效率、保证运行安全以及改善有关人员的劳动条件都起到了重要作用。
我国一些技术委员会和部门（如全国人类工效学标准化技术委员会、全国颜色标准化技术委员会、全国图形符号标准化技术委员会、铁道部、交通部、煤炭部等），也在加快有关信号和标志颜色标准的制定。
到目前，已先后制定出一批国家标准，如：
《安全色》、《安全标志》、《船用烟火信号标准》（包括9个光色标准）、《救生用绿色火箭信号》、《救生圈用橙色烟雾信号》、《安全色卡》、《安全色使用导则》、《铁路客运服务图形标志》、《视觉信号表面色》、<灯光信号颜色》等，有几十个国家标准颁布实施。
随着这些国家标准的制定、发布和实施，使各领域人一机一环境协调匹配，对提高运行效率、保证运行安全以及改善有关人员的劳动条件，同样起到重要作用[2]。
从人机学的角度对标志的研究从很早就开了，尤其是在道路交通标志方面。
比如现场实验发现，司机对经过的标志的注意率不超过50％，认为道路标志系统没有起到预想的作用；也通过现场实验发现驾驶员对标志的注意主要是由动机因素决定的，结果还揭示了标志作为交通控制的知觉局限性：
驾驶员能在阴雨天注意到一个特殊的警告闪光灯，而在晴朗天气下则不容易注意到这一点；从动态视觉条件的特殊性提出改进标志的建议；还有从理解性、反应时、醒目性等方面比较某个交通标志的两种设计的研究，有从认知过程探讨识别标志的策略和标志所具有的特征之间关系的研究。
从使用者的角度，观察标志的主要途径是通过视觉观察，进而接受标志传达的信息。
视觉信息加工过程可以被宽泛地描述为这样一系列过程：
觉察、识别、根据使用者已有的知识及背景理解图标。
觉察与知觉能力直接相关，而知觉也与对现实期望的内部表征相关，识别和理解则主要依赖先前的经验和知识。
经典理论也认为信息加工过程包含互相联系的两种加工：
自上而下（Top-Down）加工和自下而上（Down-Top）加工。
当再认图标时。
就会进行知觉到的形状和头脑中已存在的表征匹配过程。
故当图标代表真实物体时，人们总是倾向于使它更具有象征意义，而用熟悉的项目来描画它，这样的图标对用户来说更直观。
更具易读性．一般常用诸如“具体性、复杂度、熟悉度、语义距离（Semantic-distance图标所表达的和它要表达的功能之间的关系）、醒目性、独特性”等主观维度来评价图标[3]。
1.4研究安全标志的目的和意义
当前，越来越多的安全标志配备在各种公共场所及生产现场。
安全标志的主要作用是向人们警示工作场所或周围环境的危险状况，指导人们采取合理行为，从而避免人身伤害事件的发生。
基于安全标志的重要作用及应用范围进一步扩大，安全标志本身识别性的难易程度日益成为人们关注的焦点．良好、有效的安全标志应该具有高的识别性，使广大的受众能快速、准确地识别出它所传达的意义。
因此，安全标志识别性的高低，就成为评价安全标志优劣的一个重要因素。
本研究主要从信息加工的角度来评价安全标志，量化安全标志的识别性难易程度，研究安全标志的特征，并试图找出绩效高的安全标志的特征，根据研究的结果对改进安全标志提出一定的建议，以期能对于安全标志的实际设置和改进提供参考。
第二章国内外的安全标志概述
2.1安全标志简介
安全标志有很多种编码方式，包括图形、字母一数字、形状、颜色和声音等。
如果一个图标中使用了不止一种编码方式，则成为冗余编码[2]。
视觉和认知对图形的记忆能力远大于对文本的记忆能力。
人的记忆能力包含两种——回忆和识别。
心理学实验表明，通常入的识别能力比回忆能力强得多。
如从看过的600个单词中只能回忆起5、6个，但可以识别出540个，约占88％。
人对图形的识别能力又比对文字的识别能力强得多。
如在看过的1000幅画中能识别出70％。
图形编码的图标以它能超越语言文字的障碍，以更浓缩的形式表情达意，而在交流信息方面更优于文字。
然而，它又不同于文字，每个人定义图形编码的图标的原则不一样，往往使得其意义模糊。
《安全标志》（GB2894-1996）中包括禁止标志23种、警告标志28种、指令标志12种和提示标志3种，其中只有极少数的标志使用了文字，绝大多数都是图形编码方式，如何编码，即改善O--R（编码）之间的关系，使安全标志易学、易记、明确、直观是设计质量中的重要问题。
现在各国的安全标志从形状、颜色、尺寸等方面向国际统一化的方向发展，但如何设计标志使得它能被不同文化和语言背景的人们理解，既要符合本国文化特点，又要照顾到国际通用性。
这些需求使得世界各国的标志设计者、工程心理学家对安全标志优化设计的原则以及可用性评价的方法进行了大量的实验研究工作。
一个可用性程度高的安全标志一般应能够吸引人们的注意力。
传递清楚直观的信息，使得各种历史文化背景的使用者都能够做出恰当的反应。
要改进图标，就要知道为什么有些图标比另一些可用性好唧。
研究者面临的一个障碍是如何确定和测量图标的特征，总的来说．现阶段考察图标可用性方面特征的研究是基于“用户经验、任务需求、呈现背景”这三方面来进行的。
从工程心理学的角度，对安全标志来说必须满足“醒目度、公认度、易读性”这三个指标。
安全标志是采用简单明了的图案及文字，用安全色绘制的一种信息标志。
它可向使用者警示工作场所或周围环境的危险状况，指导人们采取合理行为规避风险。
安全标志能够提醒人们预防危险从而避免事故发生；当危险发生时，能够指示人们尽快逃离，或者指示人们采取正确、有效、得力的措施，对危害加以抑制。
2.2国外安全标志概况
2.2.1国外安全标志
国外对安全标志的研究始于本世纪四五十年代，但大量开展工作还是在六十年代。
据美国文献报道，美国四十年代已着手进行安全色标的研究，当时正值第二次世界大战期间。
美国军方需要向士兵做出各种指示，例如“这里有危险”“禁止入内”等。
但部队的士兵来自各个民族，有的还是移民，当时还有许多人不识字。
因此，便有了在需要做出指示的地方设置一种标志来代替文字通知的强烈要求。
日本是在第二次世晃大战后开始这项研究的，1953年以来曾先后公布了13个有关标准。
其他国家都是在60年代公布标准的。
国际标准化组织（ISO）1952年成立了一个安全色标准技术委员会（TCS0），是专门制定安全色和安全标志技术标准的国际组织。
1964年公布了一个《安全色标准》（ISOR408-64），1967年又公布了《安全标志的符号、尺寸和图形标准》（ISOR557-67）。
1984年，安全色标准技术委员会（TC80）经过反复向成员国
征求意见、讨论后制定了《安全颜色和安全标志》（IS03864-1984）[4]。
各国安全标志的共同特点是：
1）安全标志的类型及含义逐渐统一．各国的安全标志都分为禁止标志、警告标志、指令标志和提示标志四种类型。
日本因其国情原因，几何图形多为方形或长方形，其他国家的几何图形都和ISO相一致。
至于几何图形内的具体符号，各国都根据本国的实际需要而设计。
2）安全色也逐渐统一。
除日本比ISO多一个橙色外，其他国家都规定了红、蓝、黄、绿四色为安全色，并且其含义也相同，这与ISO的规定是一致的。
这样各国就有了共同的标志符号信息语言，便于在旅游和经济活动中注意安全。
3）各国标准根据本国的具体情况和需要进行修改和废止。
复审周期一般为3-5年，最长不超过5年就需修改一次，力求不断完善。
2.4我国的安全标志
我国对于安全标志的研究相对于国外来说起步较晚。
随着改革开放和经济的迅猛发展，我国相继制定了一系列针对各个行业的安全标志国家标准，包括《矿山安全标志》、《消防安全标志》、《道路交通标志和标线》等。
我国于1982年制订了首个适用于工矿企业、建筑工地、厂内交通运输、仓库、车站、港口、机场、医院、剧场以及有必要提醒人们注意安全的其他场所的安全标志国家标准《安全标志》（GB2894-82），该国家标准中列出了54个图形标志；1988年针对《安全标志》（GB2894-82）进行了第一次修订，增加和改进了原标准中的图形标志，共增至36个图形标志。
依照《中华人民共和国标准化法》第十三条规定：
“标准实施后，制定标准的部门应当根据科学技术的发展和经济建设的需要适时进行复查，以确认现行标准继续有效或者予以修订、废止。
”复查周期一般不应超过五年。
进入二十世纪九十年代以后，我国先后又制定了《消防安全标志》（GBl3495-92）、《公共信息标志用图形符号》（GBl0001-94）、《矿山安全标志》（GBl4161-1993）、《图形符号术语》（GBl5565-1995）等标准。
因此，上述几个国家标准彼此间难免出现重复或矛盾现象．根据以上情况，对于《安全标志》（GB2894-88）的修订势在必行。
原劳动部职业安全卫生与锅炉压力容器监察局组织对《安全标志》（GB2894—88）进行修订，制定了《安全标志》的修订版《安全标志》（GB2894-1996）。
新标准对原标准中的图形标志进行了撤销、合并和修改，修订后《安全标志》（GB2894-1996）共包含有66个图形标志。
2.5安全标志的视觉传达
根据人机工程学理论，在人机系统中人与机器及环境要相互适应，显示和控制设备的设计要符合人的感觉器官、运动器官的生理特性。
才能建立安全、高效的人机系统。
人们认识和识别安全标志的主要途径是通过眼睛观察，即安全标志是通过视觉传达使人们了解其所要表达的意义的。
通过视觉传达，人们获得安全标志传达的信息后，进而采取合理的行为规避风险，指示人们采取正确、有效、得力的措施，对危害加以抑制。
而对于视觉传达，早就有学者对于这一领域进行了深入的研究。
2.5.1视觉传达
人类认识事物的最直接的方法是通过视觉来完成的，认知人类行为的最基本的方式也是通过视觉来完成的。
视觉传达即利用视觉符号来传递各种信息。
视觉传达的要素包括文字与影像，其中影像是图形与色彩的综合视觉对象，包含文字以外可见的各种“像”，如照片、图画、图形、所有的视觉图样等都是影像。
眼睛里投映的“像”中，除了可读的文字记号外，视觉中直接性知觉的一切都是影像。
影像是主观且为瞬间的反应，故影像的表现可分为“形”与“色”两方面来考虑。
对形的问题，必须是能引起注意与兴趣之独特的形；对色彩而言，其效用应该是能够把“形”
直接、正确地传达，同时能表达色彩所引起的气氛和感情[5]。
视觉传达包含“视觉符号”和“传达”两个概念意义。
“符号”实际上有视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等符号系统，视觉符号系统主要是眼睛所看到的，包括摄影、电视、电影、造型艺术、建筑视觉信息、设计、城市建筑等，视觉符号系统也可以与其他系统符号通过新的关系综合成新的复合系统，如现代视听学习系统或多媒体系统（如彩色电视、广告等），它也可以由几秘或全部的感观来接受。
“传达”是指信息发送者利用符号向信息接受者传递信息的过程，一般可以归纳为“谁”、“把什么”、“向谁传达”、“效果”、“影响如何”这四个程序。
这种传播模式将传播看作为劝服的过程，设计成为了。
劝说的艺术”这种模式是一种单一的模式，由传播的控制者发布信息。
然后对接受者产生影响。
它可能导致无视接受者的感受和态度，无视接受者作为主体的条件，只将接受者作为传达的客体。
这对于视觉传达设计无疑是有害无利的，如果设计者表现为一种居高临下的姿势进行传达活动．很容易引起接受者不自觉的排斥和抵触
情绪，伴随人们的心理活动而引起的情感变化，对于视觉认知和视觉信息的理解意义更大[6]。
2.5.2视觉传达的效率
视觉传达一词，被广泛地使用是近期的事情。
以文字为主的传达已成为过去，现在的视觉信息是利用普遍性的象征符号来传达，尤其是以电视为中心之大众传达的发展，加快了我们社会之象征符号普及的速度。
视觉信息的效率可分为以下的几点来考虑：
（1）普遍性（适应范围）
（2）传达迅速
（3）传达的量
所谓“普遍性”，是指不管成人或儿童，抑或不同的民族和国家，使用形象（影像）作为视觉信息时，其可使用的范围比文字来的广。
对“传达速度”而言，使用语言表现，需要一段时间方能了解，是属于“线的性质”，但是视觉信息却在一瞬间予以明了，是“面的性质”。
在有关“传达的量”方面，视觉信息是立即性的、全面性的，比文字信息占有更大的优势。
视觉信息看起来好像是万能的，但我们也应了解其限制型，就传达的正确性而言，影像有时会欠缺规则性，它不像文章的语法。
视觉信息在认识传达的阶段，可发挥其强大的威力：
但在应答与回馈阶段，由于每个人的感受不同，将会得到比较散漫的结果。
2.5.3视觉传达的流程
不论是视觉传达或其他的传达，在发出信息者和接受信息者之间都有所谓的媒介。
通常人们之间对话时，发出信息者是说话的人。
接受信息者是听话的人，它的媒介就是语言的声音。
同样的道理，视觉传达也是相同，发出信息者把传达内容用视觉化的符号来表示，使制作出的媒介能被接受信息者注目而引起反应，这样的流程可用视觉传达流程图来表示。
在上述藤泽英昭所著的视觉传达图中，被表示的领域中，共有非视觉对象的视
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