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第1章　绪论 1

1.1　基本概念 1

1.1.1 系统 1

1.1.2　系统工程 5

1.1.3　人机界面 8

1.1.4　载人航天器人机界面 10

1.2　发展概况 12

1.2.1　载人航天发展历程 12

1.2.2　载人航天中人的作用与人机界面设计面临的问题 18

1.2.3 当前现状 23

1.3　研究内容与方法 28

1.3.1　研究内容 28

1.3.2　主要方法 31

1.4　人机界面工效学设计的发展方向 36

1.4.1　人机界面工效学设计的需求分析 36

1.4.2　发展趋势 38

参考文献 39

第2章　人机界面工效学设计的基础理论 41

2.1　人机界面分析 41

2.1.1　设计准则的确定 41

2.1.2　人机功能分配 44

2.1.3　德尔斐法 56

2.1.4　计划评审技术 59

2.1.5　层次分析法 67

2.1.6　主成分分析法 80

2.2　建模仿真 91

2.2.1　模型的分类 91

2.2.2　建模步骤与方法 93

2.2.3　人机界面仿真 95

2.3　工效试验设计 104

2.3.1 试验设计方法分类 104

2.3.2　正交设计的术语 105

2.3.3 正交表 106

2.3.4 正交试验的基本步骤 111

2.4　人机界面评价 112

2.4.1 人机界面评价的基本涵义 112

2.4.2　评价的原则及其过程 114

2.4.3　评价指标体系及其标准化方法 118

2.4.4　评价指标的权重确定 128

2.4.5 常规的工效学评价方法 137

2.4.6　现代工效学评价方法 142

参考文献 150

第3章　乘员的生理及心理特征 152

3.1　人体感知与信息处理 152

3.1.1 人的信息接收与传递 153

3.1.2　人的信息中枢加工 155

3.1.3 思维与决策过程 158

3.1.4　人的信息输出 159

3.1.5　视觉特性 161

3.1.6　听觉特性 167

3.2　人的心理与行为特征 171

3.2.1 情绪 172

3.2.2　兴趣 173

3.2.3 意志 173

3.2.4　性格 174

3.2.5 注意 174

3.3　人的作业能力与疲劳 176

3.3.1　体力负荷 176

3.3.2　脑力负荷 184

3.3.3 疲劳 193

3.4　人体数据 200

3.4.1　人体测量的基本术语 200

3.4.2　人体数据的类型 202

3.4.3 常用的人体测量方法 205

3.5　人的失误 206

3.5.1　人的失误的特点 207

3.5.2　人的失误的种类 208

参考文献 210

第4章　载人航天的环境约束条件 211

4.1　微重力 211

4.1.1 人体活动设计考虑因素 211

4.1.2 与微重力相关的生理效应 212

4.1.3　微重力对抗措施及设备 213

4.2　舱内热环境 215

4.2.1 热环境描述指标 216

4.2.2　舱内热环境的控制 222

4.2.3　人体对热环境的反应 223

4.2.4　人在热环境中的作业 226

4.2.5　人在冷环境中的作业设计 227

4.2.6　热环境的设计要求 228

4.3　振动 228

4.3.1　航天器的振动环境 228

4.3.2　航天器的振动传输 229

4.3.3　人体对振动的反应 229

4.3.4　振动（0.1Hz～1Hz）暴露界限 233

4.3.5　振动控制措施 234

4.4　冲击 236

4.4.1　人对冲击加速度的反应 236

4.4.2 冲击加速度的设计要求 236

4.5　噪声 237

4.5.1　载人航天的声学环境 239

4.5.2　噪声传播的控制 242

4.5.3　噪声引起的人体反应 242

4.5.4　噪声对操作能力的影响 244

4.5.5　噪声暴露的临界值 246

4.5.6　噪声防护准则 247

4.6　照明环境 248

4.6.1 影响照明环境的主要因素 248

4.6.2 照明水平 250

4.6.3 工作站点的照明 253

4.7　个人装备 253

4.7.1 个人装备对人的影响 253

4.7.2　个人装备的设计要求 254

4.7.3 个人装备对其他部件的设计要求 255

参考文献 257

第5章　舱内工作空间设计要求 258

5.1　工作空间的基本要求 258

5.1.1　行动空间 258

5.1.2　心理空间 259

5.1.3 活动空间 262

5.2　人体数据的应用 264

5.2.1 一般原则 264

5.2.2　数据的类别 264

5.2.3　应用步骤 265

5.3　工作空间的布置原则 268

5.4　作业面设计 270

5.4.1 水平作业面 270

5.4.2　作业面高度 271

5.4.3 工作台布置 272

5.4.4　设计对策 275

5.5　人员通道及辅助设备和束缚装置 277

5.5.1　人员通道 277

5.5.2　辅助设备 278

5.5.3　束缚装置 278

5.6　工效学要求的案例 279

5.6.1　仪表板安装 279

5.6.2　束缚与助力装置 282

参考文献 284

第6章　显示器设计的工效要求 285

6.1　视觉显示器 285

6.1.1　设计准则 286

6.1.2　视觉显示器工效学设计的一般要求 286

6.1.3　机械仪表 288

6.1.4　图例灯 292

6.1.5　平板式显示器 294

6.1.6　光学屏式显示器 299

6.2　听觉提示器 301

6.2.1　设计准则 302

6.2.2　声音输入／输出设备的设计要求 303

6.2.3　舒适与方便性的设计要求 304

6.3　报警／通报 304

6.3.1　报警／通报信号分类 304

6.3.2　灯光报警信号 306

6.3.3 多功能显示器报警／通报信息显示 307

6.3.4　声报警 307

6.3.5　语音报警／通报 308

6.3.6　报警／通报系统的综合设计 309

参考文献 310

第7章　控制器设计的工效要求 312

7.1　设计原则 312

7.1.1　控制器编码 312

7.1.2　控制器的力学特性 315

7.1.3　控制器的布局方法 316

7.1.4　控制器的保护 318

7.2　手动控制器 320

7.2.1　旋转选择开关 320

7.2.2　旋钮 321

7.2.3　控制手柄 322

7.2.4 曲柄 324

7.2.5　手轮 324

7.2.6　手动阀 326

7.2.7　按钮 326

7.2.8　拨动开关 327

7.2.9　摇摆开关 328

7.2.10 滑动开关 329

7.2.11　操纵棒 330

7.2.12　键盘 330

7.3　语音控制器 331

7.3.1　语音输入设备 331

7.3.2　语音识别系统 331

7.4　显示与控制组合设计 332

7.4.1 显示器与控制器位置的对应设计 332

7.4.2　运动方向的对应关系 333

7.4.3　控制显示比 334

参考文献 335

第8章　载人航天器人机界面的工效学评价 336

8.1　工效学评价的内涵与准则 336

8.1.1 一般产品评价的基本内涵 336

8.1.2　载人航天器人机界面工效学评价的内涵 339

8.1.3 工效学评价内容的确定准则 340

8.1.4　试验现场安排原则 343

8.2　工效评价模式 343

8.2.1　评价目的与原则 343

8.2.2　评价的基本环节 345

8.2.3　评价步骤及其任务 346

8.3　常用评价方法 350

8.3.1　定性评价方法 351

8.3.2　文档评价法 357

8.3.3　模拟评价法 359

8.3.4　工效参数测试法 365

8.3.5　人船联合测试评价法 365

8.4　评价结果处理 366

8.4.1　评价结果的给定方法 366

8.4.2　案例分析 367

参考文献 371