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浅谈人机界面分析

浅谈人机界面分析

关键词：人机界面根据事故统计分析，人的因素是影响现代航空安全的重要因素。全世界约有2

/3以上的飞行事故的直接原因是飞行机组的失误。在我国16年民航飞行事故中，人的因素达64%，

如果再考虑到空中交通管制和机务方面原因，这个比率约为80%～90%。因此，人的因素不可替代

地成为航空安全的关键因素。

人的因素（HumanFactors）,在我国民用航空界也称人为因素。它是按照人的解剖学、生理学和

心理学等方面的特性，设计“机”，并使之符合人的高效、健康、安全、舒适的各种要求；优化人—机

—环境系统，使三者达到最佳配合，以最小的劳动代价，换取最大的经济效果。现代飞机的自动化程

度越来越高，自动控制系统已经达到了相当完善的程度。

同时，现代飞机也是应用人机工程学最充分的产品。人们已经体验到现代飞机驾驶舱内宜人的环境

和自动化带来的高效与舒适，以及相当高的安全可靠性。技术的重大改善，使人的因素的重要作用更

显得突出。

一、SHEL模型

人处于特定的人机界面，可以用SHEL模型来描述。人为失误容易产生于以人为中心的与硬件、

软件、环境以及其他人之间的接点上。这些接点也被称为SHEL模型的四个界面：L—S界面、L—H

界面、L—E界面、L—L界面。其中S（Software）代表软件，H（Hardware）代表硬件，E（Envi

ronment）代表环境，L（Liveware）代表人。L—S界面是指人与软件之间的关系，研究合理的操作

程序、检查单程序以及应急程序等问题，以便简化作业环节，减少人的劳动负荷和劳动强度。L—H界

面是指人与硬件之间的关系研究人与显示器、操纵器之间的相互适应问题，以及使人机界面设计更为

适合人的要求。L—E界面指人与其所处的环境的关系，研究特定环境中的噪声、振动、高低温、加速

度、生物节律、时差等对人的影响，以及适应过程和反应规律。L—L界面指人与人之间的关系，即工

作中人与其相关的人之间的配合协调关系。如在驾驶舱环境中，它是研究机组成员之间、机组与航管

人员、签派人员之间的人际关系，个体交流、机组协作与配合，机长的领导艺术的管理心理学和社会

心理学。

SHEL模型的核心问题是人。无论机器的自动化程度怎样高，人始终是作业系统中最重要的主导因

素，由于人类自身的局限，人也是易变化和不可靠的因素。

二、人机系统的功能

1.信息接受

信息来自飞机、A/P（自动驾驶仪）、ATC（空中交通管制）、以及外界环境等方面。信息接受就

是飞行员对以上各信息的监控，它是飞行过程中判断决策乃至操作的基础，判断决策是人机系统的中

心环节，人们必须通过准确全面及时地信息接受，才能做出正确的判断和有效的操作。在信息接受方

面包括人-机信息链，人-人信息链，和空-地信息链。

（1）人-机信息链（P-C）：人对仪表装置的认读的准确全面和迅速，特别是对警示装置的反应更

强调其时效性。对自动驾驶状态，飞机在自动器的协调下从事着复杂的飞行过程，这个过程的进行往

往是看不见的，人的主要工作是对飞机状态的监控和管理的信息接受、与正常状态的比较判断，这种

新的人机分工虽然最大限度地减轻了人的体力负荷，但在心理上带来了新的问题。如注意力凝滞、慌

乱（Confusion）和缺乏处境意识等。一架B747飞机低于安全高度进近，当近地警告报警时，驾驶

员非但不予注意，反而要摆脱令人厌烦的声音将它关闭，造成机毁人亡的惨痛教训。因此人们要求一

旦GPWS（近地警告装置）报警，应立刻把飞机拉起来直到报警结束。

人机界面不合适的问题也应引起足够的重视。目前的飞机设计必然要考虑人体工程学原理。然而由

于种族差异，文化差异，习惯不同，以及地区差异，终会导致人机交界面的不匹配。比如，目前引进

的现代化运输机，其高度用英尺为单位，而我国飞行规则要求空中交通管制采用国际单位制，即高度

用米为单位：这就要求飞行员必须进行换算，增加了发生飞错高度的可能性；另外，飞行甲板上均用

英文标识，重要信息的英语提示，对我国飞行员来说，造成一个陌生的工作环境，在人机信息交换中

形成屏障，乌鲁木齐MD-82飞机失事就是一个说明。因此，英语成了现代飞机驾驶的叩门砖。飞机

是否考虑我国飞行员的人体尺度和人机工程学标准以