控制室人机工程设计导则视野与视区划分Word文档下载推荐.docx
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2.5.2坐姿操作视线在水平视线之下40°
图2视线与头部姿势
(a)水平视线;
(b)自然视线;
(c)正常视线;
(d)坐姿操作视线
3视野(视场)
3.1视野
图3光刺激的左眼、右眼与双眼的直接视野
头部和眼睛在规定的条件下,人眼可觉察到的水平面与垂直面内所有的空间范围。
3.2直接视野
3.2.1直接视野是指当头部和双眼静止不动时,人眼可觉察到的水平面与垂直面内所有的空间范围,可分为单眼与双眼直接视野。
3.2.2直接视野范围如下:
a.光刺激的左眼、右眼与双眼的直接视野,见图3。
b.适用于正常视线状态的双眼的直接视野,见图4。
图4直接视野(
处为双眼)
(a)最佳水平直接视野;
(b)最佳垂直直接视野;
(c)最大水平直接视野;
(d)最大垂直直接视野
3.3眼动视野
3.3.1眼动视野是指头部保持在固定的位置,眼睛为了注视目标而移动时,能依次地觉察到的水平面与垂直面内所有的空间范围,可分为单眼与双眼眼动视野。
实际上,眼动视野是在上述姿势下转动眼球所可能观察到的注视点的范围,叠加以注视点为中心的相应直接视野而构成的空间范围。
3.3.2适用于正常视线状态的双眼的眼动视野,见图5。
图5眼动视野(
(a)最佳水平眼动视野;
(b)最佳垂直眼动视野;
(c)最大水平眼动视野;
(d)最大垂直眼动视野
3.4观察视野
3.4.1观察视野是指身体保持在固定的位置,头部与眼睛转动注视目标时,能依次地觉察到的水平面与垂直面内所有的空间范围,可分为单眼与双眼视察视野。
实际上,观察视野是在上述姿势下所可能观察到的注视点的范围,叠加以注视点为中心的相应直接视野而构成的空间范围。
3.4.2双眼的观察视野,见图6。
图6观察视野
(a)最佳水平观察视野;
(b)最佳垂直观察视野;
(c)最大水平观察视野;
(d)最大垂直观察视野
3.5色觉视野
3.5.1色觉视野是指人眼对不同颜色的视野。
3.5.2人眼的色觉视野如下:
a.右眼的色觉直接视野,见图7。
图7右眼的色觉直接视野
b.适用于正常视线状态的双眼的色觉直接视野,见图8。
图8色觉直接视野(
(a)最大水平色觉直接视野;
(b)最大垂直色觉直接视野
c.适用于正常视线状态的双眼的色觉眼动视野,见图9。
图9色觉眼动视野(
(a)最大水平色觉眼动视野;
(b)最大垂直色觉眼动视野
d.双眼的色觉观察视野,见图10。
图10色觉观察视野(
(a)最大水平色觉观察视野;
(b)最大垂直色觉观察视野
4视区划分
从使用功能出发,在头部静止、眼睛正常活动状态下,根据人眼对视觉信号的觉察效果的优劣,可分为三个视区:
良好视区、有效视区、条件视区。
4.1垂直方向和水平方向的视区划分
垂直方向的视区划分,见图11。
双眼的水平方向的视区划分,见图12。
图11、图12及图13所示,是自然视线状态下的视区划分,图中视区的中线与自然视线重合。
图11垂直方向视区划分
图12水平方向视区划分
4.2视觉信号的布置
4.2.1信号和操作者之间的功能关系有两种典型形式。
a.显示信号:
由操作者主动进行观察的信号。
b.报警/预警信号:
由信号引起操作者的注意。
4.2.2视觉信号布置的建议,见表1。
表1视觉信号布置的建议
视区
显示信号(观察次数/h)
报警/预警信号
很频繁
>60
频繁
60~6
稀少
<6
预警
报警
良好视区
推荐
△
有效视区
条件视区
○
注:
①△表示,虽然良好视区和有效视区对各种观察频繁程度不同的信号都适用,但应避免将不常使用的信号布置在中心位置。
②○表示,仅在不得已的情况下才使用。
4.3色觉视区划分
双眼的色觉有效视区,见图13。
图13双眼色觉有效视区
(a)垂直方向;
(b)水平方向
附录A
应用说明
(参考件)
A1注视点与视野、视区
A1.1注视点是指需观察的目标。
直接视野、眼动视野及视区划分等均是以这些观察目标(注视点)为中心展开的。
在一个控制台或一个控制室的显示屏上可有若干个主要观察目标,在确定注视点时,应考虑相应的视野或视区范围。
例如,主要视觉信号(主要观察目标)应置于相关视觉信号的中心位置。
A1.2在视野内,仅在围绕注视点的一个很狭窄的范围内,视觉信号是清晰的。
随着与注视点偏离距离的增加,视觉信号的觉察效果逐渐减弱,若在注视点处对图象的视敏度(视力)为1.0,在偏离注视点2.5°
处则可能仅为0.5。
在视野边缘上,人只能模糊地觉察到是否有信号存在,而不可能进行识别。
A2视线的选用
A2.1各种视野和视区,实际上都是用角度(通常以水平方向角度和垂直方向角度)表示的一定的空间范围。
就直接视野而言,视线是水平方向和垂直方向视野的中线。
如把最佳直接视野,近似地视作为一个以视线为中心线、顶角为30°
的圆锥体,则视线转向何处,这个圆锥体也随之转向该处。
图3、图7所示的直接视野适用于任何视野状态。
但视区(或眼动视野)则是以眼睛放松状态下的视线(例如,自然视线、正常视线)为中线而展开的,如图11、图12、图13是以自然视线为中线,图5、图9是以正常视线为中线。
A2.2几种视线的特征及应用举例,见表A1。
表A1几种视线的特征及应用
视线名称
头轴线的前倾角(α)
视线对水平线的下倾角(β)
放松部位
应用举例
水平视线
(标准视线)
0°
—
人体测量时,标准姿势下的视线
自然视线
15°
眼
坐姿、立姿观察常用视线
正常视线
30°
眼、头
坐姿控制台、坐姿阅读、立姿操作常用视线
坐姿操作视线
25°
40°
眼、头、背
坐姿操作常用视线
如设眼睛放松状态下视线的下倾角为θ(θ=15°
),则有β=α+θ,即眼睛放松状态下,由头部和背部的放松,而导致视线下倾角的增大。
A2.3视屏作业的视线可取0°
~-20°
A3视线与坐姿
A3.1正直坐姿:
A3.1.1正直坐姿是指躯干线笔直,臀角为85°
~90°
,见图A1。
图A1正直与后倾坐姿
A3.1.2正直坐姿状态,与坐姿工作及写字时的姿势接近吻合。
A3.2前倾坐姿:
A3.2.1前倾坐姿是指躯干线前倾,臀角小于85°
A3.2.2当用手操作前方远处(在最佳手可及范围之外)控制器时,会暂时出现前倾坐姿。
前倾坐姿对视野及视区不产生显著影响。
A3.3后倾坐姿:
A3.3.1后倾坐姿是指躯干线后倾,臀角为100°
~105°
A3.3.2后倾坐姿,与身体在放松状态下观察周围事物时所采取的坐姿相符合。
A3.3.3控制室中控制(模拟)屏上的显示信号的位置,一般高于水平视线,常采用后倾坐姿进行观察;
在坐姿工作台作业中,人们也常以间歇性的后倾坐姿,来改善长时间正直坐姿所带来的疲劳。
A4视觉信号布置原则
A4.1视觉信号的基本布置原则见4.2条。
对于任何一种信号,最频繁观察和/或最重要的,有高的优先权,布置在距操作者的自然视线(如果这是监视作业的主要视线)最接近的区域内;
优先权较低的信号,可逐渐向周边布置。
把视觉信号优先布置在良好视区和有效视区的意义在于,可使操作者持久地处于能觉察信号的环境,或者置身于能收到信号的位置。
A4.2有效视区之外,一般不宜布置视觉信号,如果视觉信号数量太多,以致在有效视区布置不下时,可将很少观察的、次要的、辅助性的视觉信号设置在条件视区。
此时,需辅以头的转动进行观察,其空间范围一般宜于在最佳观察视野之内,不超出最大观察视野。
A4.3对于需在更大空间范围内进行观察的视觉信号,可采用便于改变观察方位的转椅,此时,视线随之转动,其最大观察范围为人体转动角度叠加最大观察视野。
A4.4预警信号和报警信号一般应设置在良好视区或有效视区内。
为使报警和预警信号能及时引起人的注意,可采用一些辅助手段。
例如,采用闪光的显示器或声光联合报警显示器。
A4.5视觉信号的布置宜分成若干区组,使每个区组形成一个功能性的注视点(区),以提高认读的效率和准确性。
编组方法应与使用者思维方式的规律一致。
区组的组合原则为:
a.按在系统中的功能进行组合。
b.按使用逻辑关系进行组合。
c.按功能的主次分区排列。
d.按使用频度进行组合。
e.按显示器本身的功能进行组合。
A4.6考虑路线最短原则,相互联系较多的显示器应靠近布置,尽可能在直接视野内就能看清楚相关部分。
A4.7显示器的布置,应尽可能在头部及眼睛放松的状态下就能看到,以免头部及眼睛长时间处于比较紧张状态。
允许采取一些辅助手段,例如提供一些易于变换姿势的条件。
A5视区和视野
A5.1视野(包括直接视野、眼动视野、观察视野)是人眼能觉察到信号的空间范围,反映人的视觉生理机能。
直接视野是眼球本身能直接觉察到信号的空间范围;
眼动视野是人观察事物的基本方式;
只有在不得已时,才辅以转动头部去观察事物,此时能觉察到信号的空间范围就是观察视野。
直接视野是视野的基础;
眼动视野和观察视野,是直接视野叠加眼球和头部转动后,所可能观察到的范围。
A5.2视区(良好视区、有效视区、条件视区)是从视觉信号的易于觉察程度出发,对眼动视野范围内视觉信号布置区(位置)的划分。
在视觉显示系统设计中,应以视区划分数据作为布置视觉信号的主要依据,同时辅以直接视野和观察视野数据,进行综合运用。
A5.3对于以色觉识别为主的视觉信号,宜采用色觉视区或色觉视野。
A6影响直接视野的因素
A6.1光刺激的最大直接视野范围(见图3、图4),适用于充分的发光强度(大于60cd/m2)、足够大的图像(平面角超过20)和高的对比度(例如,一个小白炽灯的感觉)的情况。
A6.2色觉直接视野范围(见图7、图8),是根据发光强度为30cd/m2和尺寸为25(平面角)的物体测定的。
A6.3视野内发光物体的清晰度取决于发光物体的特性(尺寸,发光强度,颜色和瞬时特性,例如闪烁)和发光物体的环境特性(直接视野的平均亮度,发光物体的背景在时间和空间上的变化性,例如眩光)。
A6.4不利的环境因素(例如振动)和个体的因素(例如疲劳、警觉性下降)会影响直接视野的范围。
A6.5视野的空间范围存在着个体差异。
A7对各个参数值的说明
本标准规定的各种视线、视野与视区的参数,仅为测量统计值,并非严格的数学界定。
例如,正常视线在本标准中规定为下倾角30°
,但在应用中则可将25°
~35°
(即30°
±
5°
)视作为正常视线的范围。
同样,不宜将良好视区、有效视区的划分值绝对化。
_____________________
附加说明:
本标准由中华人民共和国电力工业部提出。
本标准由电力工业部电力自动化研究院负责起草,电力工业部劳动保护科学研究所、中国标准化与信息分类编码研究所参加。
本标准主要起草人:
童时中、李志光、张铭续。