工程和设计中的人因学 第7版PDF电子书下载

第1部分　绪论 3

1　人因学与系统 3

1.1　人因学的定义 3

1.2　人因学的历史 5

1.3　人因学专业 8

1.4　需要人因学的场合 11

1.5　系统 12

1.6　本书的覆盖范围 17

参考文献 17

2　人因学研究的方法论 19

2.1　概述 19

2.2　选择研究背景 21

2.3　选择研究变量 23

2.4　选择被试 24

2.5　收集数据 26

2.6　分析数据 26

2.7　研究中的标准量度 28

2.8　研究标准的要求 30

2.9　人员可靠性 32

2.10　讨论 34

参考文献 34

第2部分　信息输入 39

3　信息输入与处理 39

3.1　信息理论 39

3.2　信息的显示 42

3.3　信息的编码 44

3.4　相容性 47

3.5　信息处理模型 50

3.6　感知 51

3.7　记忆 54

3.8　决策 56

3.9　注意 57

3.10　年龄与信息处理 62

3.11　脑力工作负荷 63

3.12　信息革命中的人因学 69

参考文献 70

4　文字、图表、符号和代码 76

4.1　视觉形成过程 76

4.2　视觉能力 77

4.2.1　调节能力 77

4.2.2　视敏度 78

4.2.3　对比敏感度 80

4.2.4　影响视敏度和对比敏感度的因素 82

4.2.5　适应 83

4.2.6　颜色辨别 83

4.2.7　阅读 84

4.2.8　感知 84

4.3　文本：硬拷贝 85

4.3.1 印刷样式 85

4.3.2　大小 88

4.3.3　大小写 90

4.3.4　布局 90

4.3.5　阅读容易度 91

4.4　文本：VDT屏幕 92

4.4.1 印刷样式 93

4.4.2　阅读距离 93

4.4.3 大小 93

4.4.4　硬件方面的考虑 94

4.4.5　屏幕设计问题 95

4.5 图表显示 97

4.5.1　文字的图表显示 98

4.5.2　数据的图表显示 98

4.6　符号 99

4.6.1 图形符号和文字符号的比较 99

4.6.2　符号编码系统的目标 100

4.6.3　选择编码符号的标准 100

4.6.4　编码符号研究的例子 101

4.6.5　符号设计的知觉原则 102

4.6.6　符号显示的标准化 103

4.7　编码 104

4.7.1　单一编码维度 104

4.7.2　颜色编码 106

4.7.3　多维编码 106

4.8　讨论 107

参考文献 107

5　动态信息的视觉显示 111

5.1　动态信息的用途 111

5.2　数量的视觉显示装置 112

5.2.1　数量显示装置的基本设计 112

5.2.2　数量显示装置的基本属性 114

5.2.3　传统数量显示装置的特性 114

5.2.4　电子数量显示装置的特征 118

5.2.5 高度计的设计 118

5.2.6　物体显示装置 119

5.3　定性视觉显示装置 121

5.3.1　定性读数的定量基础 121

5.3.2　定性刻度尺的设计 122

5.3.3　检验读数 123

5.3.4　状态指示器 124

5.4　信号和警示灯 124

5.4.1　信号和警示灯的可探测性 124

5.4.2　关于信号和警示灯的建议 127

5.5　表象显示装置 127

5.5.1　飞机倾斜角度的显示装置 128

5.5.2　3D透视显示器 129

5.5.3　飞机位置显示装置的设计原则 130

5.5.4　表象显示装置的讨论 130

5.6　抬头显示器 131

5.7　讨论 131

参考文献 132

6　听觉、触觉和嗅觉显示装置 135

6.1 听觉 135

6.1.1　声音的本质与测量 135

6.1.2　人耳的解剖结构 139

6.1.3　声波到感觉的转换 141

6.1.4　屏蔽效应 141

6.2　听觉显示装置 142

6.2.1　信号检测 143

6.2.2　听觉信号的相对分辨 144

6.2.3　听觉信号的绝对识别 146

6.2.4　声音的定位 147

6.2.5　听觉显示装置的设计原则 148

6.2.6　特殊用途的听觉显示装置 149

6.3　皮肤感觉 153

6.4　触觉显示装置 154

6.4.1　代替听觉 155

6.4.2　代替视觉 156

6.4.3　讨论 159

6.5　嗅觉 160

6.6　嗅觉显示装置 160

6.7　讨论 161

参考文献 161

7　语音通信 166

7.1　语音的本质 166

7.1.1　语音的类型 166

7.1.2　描述语音 167

7.1.3　语音的强度 167

7.1.4　语音的频率组成 168

7.2　评估语音的标准 168

7.2.1　语音的可理解度 168

7.2.2　语音质量 169

7.3　语音通信系统的组成部分 169

7.3.1　说话者 169

7.3.2　信息 170

7.3.3　传送系统 171

7.3.4　噪声环境 173

7.3.5　听众 179

7.4　合成语音 180

7.4.1　语音合成系统的类型 180

7.4.2　合成语音的应用 181

7.4.3　合成语音的绩效 182

7.4.4　合成语音的选择偏好 183

7.4.5　使用合成语音的指导方针 184

7.5　讨论 184

参考文献 185

第3部分　人工输出与控制 185

8　体力劳动与手工物料搬运 191

8.1　肌肉生理学 191

8.1.1　肌肉的性质 192

8.1.2　肌肉收缩性 192

8.1.3　肌肉活动的控制 192

8.1.4　肌肉的新陈代谢 193

8.2　工作生理学 194

8.2.1　呼吸反应 194

8.2.2　心血管反应 195

8.2.3　讨论 196

8.3　生理紧张的度量 196

8.3.1　耗氧量（摄取量） 197

8.3.2　最大有氧能力 198

8.3.3　心率 198

8.3.4　一般生理紧张的其他度量方法 199

8.3.5　局部肌肉活动的测量 200

8.3.6　施力的主观衡量 200

8.4　体力工作负荷 201

8.4.1　工作效率 201

8.4.2　能量消耗 202

8.4.3　工作等级 204

8.4.4　影响能量消耗的因素 205

8.5　将能量支出保持在限度之内 207

8.5.1　推荐的限度 207

8.5.2　工作-休息的循环 208

8.5.3　运动训练 209

8.6　力量和耐力 209

8.6.1　力量的定义 210

8.6.2　力量的度量 210

8.6.3　影响力量的个人因素 211

8.6.4　力量数据举例 213

8.6.5　耐力 214

8.6.6　力量和耐力的讨论 215

8.7　手工物料搬运 215

8.7.1　手工物料搬运对健康的影响 215

8.7.2　评估MMH能力的方法 216

8.7.3　抬举作业 218

8.7.4　携带作业 222

8.7.5　推移作业 222

8.8　MMH作业的推荐极限 223

8.8.1　生物力学推荐极限 224

8.8.2　生理学上推荐的极限 225

8.8.3　心理物理学上的推荐极限 226

8.9　减小MMH过度施力的风险 227

8.9.1　工作设计 227

8.9.2　工人选拔 228

8.9.3　工人培训 228

8.10　讨论 229

参考文献 229

9　运动技巧 233

9.1　人类运动的生物力学 233

9.1.1　身体运动的类型 233

9.1.2　运动的范围 234

9.2　运动反应的控制和获得 236

9.2.1　反应的类型 236

9.2.2　感觉反馈 236

9.2.3　运动反应的高阶控制 238

9.2.4　讨论 242

9.3　动作速度 242

9.3.1　反应时间 243

9.3.2　动作时间 247

9.3.3　讨论 249

9.4　动作的准确度 249

9.4.1　非视觉反馈控制的动作 250

9.4.2　持续控制和抖动 252

9.4.3　静态肌肉控制 253

9.5　讨论 253

参考文献 254

10　系统中的人工控制 257

10.1　相容性 257

10.2　追踪 268

10.3　监督控制 279

10.4　讨论 281

参考文献 282

11　控制器和数据输入装置 284

11.1　控制器的功能 284

11.2　控制器设计中的因素 286

11.2.1　控制器的识别 286

11.2.2　控制反应比 292

11.2.3　控制器中的阻力 294

11.2.4　无效间隙 297

11.2.5　侧隙 297

11.3　特定手动操作控制器的设计 298

11.3.1　曲柄和手轮 298

11.3.2　用于产生扭矩的旋钮 299

11.3.3　杆型控制器 300

11.3.4　多功能手动控制器 301

11.4　脚动控制器 302

11.4.1　踏板设计需考虑的因素 303

11.5　数据输入装置 305

11.5.1　和弦式与顺序式键盘 306

11.5.2　键盘布局 306

11.5.3　键盘手感 308

11.5.4　膜式键盘 310

11.5.5　分离和倾斜式键盘 311

11.5.6　手写和形象化数据输入 312

11.5.7　光标定位装置 313

11.6　特殊控制装置 317

11.6.1　遥控机械 317

11.6.2　语音触发的控制 318

11.6.3　眼动控制 321

11.7　讨论 322

参考文献 322

12　手工工具和器具 327

12.1　人手 328

12.2　手工工具与器具的设计原则 329

12.2.1　保持手腕伸直 329

12.2.2　避免组织的压迫受力 332

12.2.3　避免重复的手指动作 334

12.2.4　设计应使操作安全 335

12.2.5　考虑到妇女和左撇子 336

12.3　振动 337

12.3.1　手-臂振动综合征 337

12.3.2　标准的问题 339

12.3.3　控制手-臂振动暴露 339

12.4　手套 340

12.4.1　对于手工绩效的影响 340

12.4.2　握力和手套 341

12.4.3　其他考虑 342

12.5　其他设计的评价 343

12.5.1　牙刷的设计 343

12.5.2　多功能口腔注射器 344

12.5.3　书写工具 345

12.5.4　柯达磁盘相机 346

12.6　讨论 347

参考文献 348

第4部分　工作场所的设计 348

13　应用人体测量学、作业空间设计与座位设计 353

13.1　人体测量学 353

13.1.1　静态尺寸 353

13.1.2　动态（功能）尺寸 357

13.1.3　讨论 357

13.2　人体测量数据的应用 357

13.2.1　人体测量数据的应用原则 358

13.2.2　人体测量设计原则的讨论 359

13.3　作业空间 360

13.3.1　坐姿人员的作业空间范围 360

13.3.2　立姿作业人员的作业空间范围 362

13.3.3　作业空间范围的讨论 363

13.3.4　超出可及范围的要求 364

13.3.5 间隙要求 364

13.4　作业面设计 366

13.4.1　水平作业面区域 367

13.4.2　作业面高度：坐姿 368

13.4.3　作业面高度：立姿 370

13.4.4　可立可坐的作业面 372

13.5　座椅设计科学 372

13.5.1　座椅设计的通用原则 372

13.5.2　对设计的细节问题的一些建议 376

13.5.3　特殊用途的座椅设计 378

13.6　视觉显示终端工作地 381

13.6.1　准则和标准的使用 382

13.6.2　使用偏好 383

13.6.3　建议 384

13.7　讨论 384

参考文献 385

14　实体空间中的元件布局 389

14.1　元件的布局原则 389

14.1.1　重要性原则 390

14.1.2　使用频率原则 390

14.1.3　功能原则 390

14.1.4　使用顺序原则 390

14.1.5　讨论 390

14.2　元件的布局方法 392

14.2.1　在布局元件时使用的资料类型 392

14.2.2　为何不做它 393

14.2.3　收集基本作业资料 393

14.2.4　作业资料的类型 393

14.2.5　处理单个元件的信息 394

14.2.6　处理元件间各种关系的信息 394

14.2.7　连接资料的图形表达 396

14.2.8　使用连接资料布局元件 397

14.3　控制器和显示器在作业空间中的一般位置 400

14.3.1　视觉显示器 401

14.3.2　手控制器 401

14.3.3　脚控制器 405

14.4　控制器和显示器在作业空间里的具体布局 406

14.4.1　镜像布局 408

14.5　控制装置的间距 410

14.6　设计个人工作地的一般准则 411

14.7　讨论 412

参考文献 412

15　工作地设计中的人际交流方面 415

15.1　评估建筑环境 415

15.2　作为建筑环境的办公室 416

15.2.1　办公室活动 416

15.2.2　办公室种类 418

15.2.3　有窗户还是无窗户 422

15.2.4　办公室的家具与布置 423

15.2.5　办公室自动化 424

15.2.6　讨论 425

15.3　居住单元 425

15.3.1　住宅的房间使用 425

15.3.2　房间布局 426

15.3.3　室内设计的特征 427

15.4　特殊用途住宅 429

15.4.1　大学宿舍 430

15.4.2　残疾人和老年人的住宅 430

15.5　超越住宅单元的考虑 430

15.6　讨论 432

参考文献 432

第5部分　环境条件 437

16　照明 437

16.1　光的本质 437

16.1.1　颜色 438

16.1.2　光的测量 441

16.2　灯和灯具 443

16.2.1　灯 443

16.2.2　灯具 445

16.3　能见度的概念 446

16.4　照明对绩效的影响 447

16.4.1　实地调查 447

16.4.2　实验室研究 447

16.4.3　视觉绩效模型 448

16.4.4　一般性结论 448

16.5　多少算够用 450

16.6　光线的分布 453

16.6.1　亮度比率 453

16.6.2　反射比 453

16.7 眩光 454

16.7.1　不适眩光 454

16.7.2　失能眩光 455

16.7.3　减少眩光的措施 458

16.8　照明和老年人 459

16.9　特殊应用：视频显示终端的照明 460

16.9.1　照明水平 461

16.9.2　亮度比 461

16.9.3　屏幕反射 463

16.10　讨论 465

参考文献 465

17　气候 469

17.1　热交换过程 469

17.1.1　热交换的途径 470

17.1.2　热交换方程 470

17.1.3　影响热交换的环境因素 471

17.1.4　衣服对热交换的影响 471

17.2　热环境的测量 473

17.2.1　有效温度 473

17.2.2　运作温度 474

17.2.3　牛津指数 475

17.2.4　湿黑球温度 475

17.2.5 Botsball指数 475

17.2.6　对综合指数的讨论 475

17.3　热舒适和感觉 476

17.3.1　气流对于热舒适的影响 477

17.3.2　低湿度对于热舒适的影响 477

17.3.3　讨论 478

17.4　热压力 478

17.4.1　热压力的生理效应 478

17.4.2　个体差异与热压力 481

17.4.3　对热压力的适应 481

17.4.4　热压力指数 482

17.4.5　热压力对绩效的影响 483

17.4.6　推荐的热暴露极限 487

17.4.7　减少热压力 488

17.5　冷压力 489

17.5.1　冷压力的生理效应 490

17.5.2　对冷压力的适应 491

17.5.3　冷压力指数：风冷指数 491

17.5.4　对寒冷的主观感觉 492

17.5.5　冷压力对绩效的影响 493

17.5.6　针对冷压力的保护措施 495

17.6　讨论 497

参考文献 498

18　噪声 501

18.1　噪声有多大 501

18.1.1　声音的衡量尺度 501

18.1.2　心理物理指标 502

18.1.3　等效声级 505

18.2　噪声和听力损伤 505

18.2.1　测量听力 505

18.2.2　正常听力和听力损伤 506

18.2.3　职业性听力损伤 507

18.3　噪声的生理影响 509

18.4　噪声对绩效的影响 510

18.4.1　噪声效应的一般性结论 511

18.4.2　噪声的特殊影响 511

18.4.3　讨论 512

18.5　噪声暴露极限 513

18.5.1　连续和间歇噪声 513

18.5.2　脉冲噪声 514

18.5.3　超低频噪声 515

18.5.4　超声波噪声 515

18.6　噪声带来的烦扰 515

18.6.1　噪声暴露的测量 516

18.6.2　烦扰度和社区反应 517

18.7　控制噪声问题 518

18.7.1　定义噪声问题 519

18.7.2　噪声控制 520

18.8　讨论 525

参考文献 526

19　运动 529

19.1　运动及方位感觉 529

19.1.1　本体感受器 529

19.1.2　半规管 530

19.1.3　前庭囊：椭圆囊和球囊 530

19.1.4　运动和方位感觉的相互依赖 530

19.2　全身性振动 531

19.2.1　振动的术语 531

19.2.2　减弱、加强和共振 532

19.2.3　振动的生理影响 534

19.2.4　振动对工作绩效的影响 535

19.2.5　对于全身振动的主观反应 536

19.2.6　全身振动的暴露极限 538

19.3　加速度 539

19.3.1　术语 540

19.3.2　头向加速度（＋Gz）的效应 540

19.3.3　足向加速度（－Gz）的效应 541

19.3.4　前向加速度（＋Gx）的效应 541

19.3.5　后向加速度（－Gx）的效应 543

19.3.6　横向加速度（±Gy）的效应 543

19.3.7　对加速度的耐受力 543

19.3.8　加速度效应的防护 544

19.3.9　减速度和碰撞 544

19.4　失重 545

19.4.1　失重的生理影响 545

19.4.2　失重对作业绩效的影响 546

19.5　运动中的错觉 546

19.5.1　错误感觉引起的方向迷失感 546

19.5.2　错误知觉引起的方向迷失感 547

19.5.3　讨论 548

19.6　晕车病 548

19.7　讨论 550

参考文献 551

第6部分　人因学的应用 551

20　人为失误、事故与安全 557

20.1　人为失误 557

20.1.1　人为失误的分类方案 558

20.1.2　处理人为失误 561

20.2　意外事故 562

20.2.1　意外事故的定义 562

20.2.2　人为失误与意外事故 563

20.2.3　事故与伤害资料的收集与分析 564

20.2.4　事故因果关系理论 565

20.2.5　意外事故的导致因素 566

20.2.6　特殊事故情况 569

20.2.7　通过改变行为来减少意外事故 571

20.2.8　讨论 573

20.3　风险感知 574

20.3.1　定义 574

20.3.2　风险评估 575

20.3.3　风险感知和意外事故 576

20.3.4　改变对危害和风险的感知 576

20.4　警告 578

20.4.1　警告的目的 578

20.4.2　警告标识的设计 579

20.4.3　警告的感知 579

20.4.4　警告的接收 579

20.4.5　警告的理解 580

20.4.6　警告的留意 581

20.4.7　警告的有效性 581

20.5　产品责任 583

20.5.1　诉讼案件的立案 584

20.5.2　产品什么时候被看作有缺陷 585

20.5.3　设计合理安全的产品 587

20.6　讨论 587

参考文献 588

21　人因学与汽车 592

21.1 汽车事故 592

21.2　驾驶员：绩效与行为 593

21.2.1　行为错误与事故 594

21.2.2　驾驶员的视觉扫描方式 595

21.2.3　对于速度的感官判断 595

21.2.4　对于间距的感官判断 596

21.2.5　承受风险 596

21.2.6　反应时间 597

21.2.7　讨论 597

21.3　驾驶员：个人特征 597

21.3.1　经验和技术 598

21.3.2　年龄 598

21.3.3　性别 599

21.3.4　视觉 599

21.3.5　感知方式 599

21.3.6　人的性格 600

21.3.7　讨论 600

21.4　驾驶员：暂时伤害 601

21.4.1　疲劳 601

21.4.2　酒精和药物 601

21.5　车辆设计 603

21.5.1　驾驶室设计 603

21.5.2　手动挡与自动挡 604

21.5.3　辅助信息系统 605

21.5.4　车灯 606

21.5.5　讨论 607

21.6　驾驶环境 608

21.6.1　路的特征 608

21.6.2　交通事件 609

21.6.3　道路标线 609

21.6.4　路标 610

21.6.5　公路照明 611

21.7　讨论 612

参考文献 612

22　系统设计中的人因学 616

22.1　系统设计流程 616

22.2　阶段1：确定目标和绩效清单 618

22.3　阶段2：系统的定义 618

22.4　阶段3：基础设计 619

22.5　阶段4：界面设计 625

22.6　阶段5：辅助设计 631

22.7　阶段6：测试和评估 632

22.8　人因学和系统设计的讨论 635

22.9　结束本书前的一些思考 637

参考文献 638

附录 643

附录A　缩写词汇表 643

附录B　控制装置 649

附录C　NIOSH推荐的抬举作业动作极限公式 653