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人机工程学在动车组操纵台设计中的应用 　　[摘 要] 随着国内经济和教育的快速发展，人机工程学在工业工程领域起着越来越重要的作用。操作台是动车组重要的人机操作界面之一，文章主要探讨如何将人机工程学的研究方法和成果应用在操纵台设计中，提高司机的操作便利性和工作舒适度。 　　[关键词] 人机工程学；动车组；操纵台 　　[作者简介] 陶林，南车青岛四方机车车辆股份有限公司工程师，山东 青岛，266611 　　[中图分类号] U264.91 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2013）01-0034-0004 　　人机工程学是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究方法和手段，综合进行人机结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。用以设计使操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。操纵台是司机室内司机控制动车组，行使驾驶职能的装置。在动车组操纵台设计中， 研究各仪表、开关的最佳布局，使司机在驾驶过程中能够发挥最大效能，最大限度提高操纵台的人机操作合理性。 　　一、人机工程学的主要研究内容和方法 　　人机工程学的主要研究内容包括： 　　（一）人体特性的研究 　　主要研究在工业设计中与人体有关的问题。例如，人的感知特性、人的反应特性以及人在劳动中的心理特征等。 　　（二）人机系统的总体设计 　　人机系统设计的基本问题是人与机器之间的分工以及人与机器之间如何有效地交流信息等问题。充分考虑人与机器的各自特点，合理分工，提高人机系统总体设计的人机合理性。 　　（三）工作场所和信息传递装置的设计 　　工作场所设计的合理与否，对人的工作效率产生直接的影响。此项设计需要应用人体测量学和生物力学等知识和数据，目的是保证物质环境适合于人体的特点，使人以无害于健康的姿势从事劳动，既能高效地完成工作，又感到舒适和不至过早产生疲劳。对于操纵台设计，主要研究仪表的布置和组合问题，控制器各种操纵装置的形状、大小位置以及作用力，考虑人的定向动作和习惯动作等问题。 　　（四）环境控制与安全保护设计 　　研究如何从环境控制方面保证照明、微小气候、噪音和振动等环境条件适合操作人员的要求。研究防护装置设置、紧急逃生等安全设施设计。 　　人机工程学广泛采用了人体科学和生物科学等相关学科的研究方法及手段，也采用了系统工程、控制理论、统计学的其他学科的一些研究方法。此外，该学科的研究也建立了一些独特的新方法，如调查、询问或直接观察人在作业时的行为和反省特征等。目前常用的研究方法主要包括： 　　1. 观察法：直接观察的方法。 　　2. 实测法：一种借助于仪器设备进行实际测量的方法。 　　3. 实验法：当实测法受到限制时采用的一种研究方法，一般在实验室进行，也可以在作业现场进行。 　　4. 模拟和模型实验法：通过制作模拟器或模型实物，进行人机系统研究。 　　5. 计算机数值仿真法：在计算机上利用系统的数学模型进行仿真性实验研究，从而预知所设计产品的人机性能，进行设计改进。 　　6. 分析法：通过上述各种方法取得的资料和数据，采用分析的方法，对动作符合、操作频率、直觉与运动信息等进行分析，得出人机系统的相关规律。 　　7. 调查研究法：通过访问、调查等方法，得到操作者或使用者对所设计产品的意见和建议。 　　动车组操纵台设计过程中，通常综合运用上述研究方法，结合动车组的特有特点，确保操纵台的人机工程学特性。 　　二、操纵台设计 　　（一）操纵台基本功能与结构 　　1. 向列车发出牵引、制动指令的功能； 　　2. 列车安全防护系统显示及状态设置功能； 　　3. 列车无线系统显示及联络功能； 　　4. 列车网络系统信息显示及故障处理功能； 　　5. 全列车车门开关控制功能； 　　6. 对列车高压受流的操作和控制功能； 　　7. 司机警惕装置操作； 　　8. 其他在列车运行过程中需司机参与的操作，如刮雨器、遮阳帘、复位等； 　　在操纵台方案设计初期，需要分析操纵台要实现的上述功能，根据动车组运营规则要求，合理分配人与设备之间的工作分配。主要包括设备实现功能的形式和组合、设备的布置位置等。 　　操纵台一般由仪表盘、台面、台体及搁脚台组成，仪表盘主要布置显示器、仪表等设备；台面一般布置制动、牵引手柄、方向手柄以及各种操作开关等设备；台体主要起支撑台面、仪表盘的作用，在设备数量多的情况下，也可以放置部分设备；搁脚台是司机驾驶时搁脚用，一般布置司机警惕装置的脚踏开关和汽笛脚踏等设备。 　　（二）操纵台设计的人机工程学原则 　　从人机工程学方面考虑，操纵台设计过程中应该主要考虑以下原则： 　　1. 设备布置应该充分考虑使用人群的人体数及据机体