第1章人机环境安全工程概论及其研究方法 1
1.1系统科学的体系和系统学 1
1.2人机环境系统与人机环境系统工程 2
1.3人机工程学和人机环境安全工程 3
1.4人机环境安全工程原理的主要研究内容及其研究方法 4
习题 5
第2章 人机环境系统中人的基本特性和模型 7
2.1人的物理特征 7
2.1.1人的几何特征 7
2.1.2人体模板的构建 18
2.1.3人的力学特征 20
2.1.4人的其他物理学特征 23
2.2人的生理特征 26
2.2.1人的感觉与知觉特性 26
2.2.2人的生理适应性 29
2.2.3人的生理节律性 30
2.3人的心理特征 31
3.3.1人的心理过程 31
2.3.2人的个性 32
2.4人的作业能力与疲劳分析 32
2.4.1作业时人体的调节与适应 33
2.4.2作业能力的动态分析 37
2.4.3作业疲劳及其测定方法 38
2.5人的自然倾向以及人为差错 41
2.5.1习惯与错觉 41
2.5.2精神紧张与躲险动作 42
2.5.3人为差错 45
2.6人的热调节数学模型以及热应激与冷应激反应 48
2.6.1人体热调节系统的控制框图 49
2.6.2被控分系统数学模型——人体生物热方程 51
2.6.3控制分系统数学模型——人体热调节的生理学模型 53
2.6.4热应激时的人体生理反应 56
2.6.5冷应激反应时人体的生理反应 56
2.6.6高温对人体以及作业带来的影响 58
2.6.7低温对人体以及作业带来的影响 59
2.7人的热舒适模型及其评价指标 59
2.7.1人体与周围环境的热交换以及热平衡方程 59
2.7.2范格的热舒适方程 65
2.7.3人的热感觉以及相关的评价指标 69
2.8人的行为控制与决策模型 76
2.8.1人的行为控制模型 76
2.8.2人的决策模型 83
2.9人的可靠性模型及其研究方法 83
2.9.1基本可靠性指标以及常用的概率分布函数 84
2.9.2连续作业时人的可靠性模型 87
2.9.3不连续作业时人的可靠性模型 88
2.9.4人的可靠性研究方法 88
2.9.5人的可靠性的基本数据 90
习题 92
第3章 机的特性及其人机界面的安全设计 95
3.1机的动力学特性分析 95
3.1.1可操作性的三个特征 95
3.1.2机的特性描述及其动力学特性分类 96
3.1.3可操作性的比较 98
3.2机的易维护性以及机的本质可靠性 99
3.2.1易维护性的设计原则 99
3.2.2基本维修性指标 100
3.2.3有效性特征量 103
3.2.4机的本质可靠性 104
3.3视觉、听觉显示器及其设计 106
3.3.1信息显示方式的类型及其功能 107
3.3.2显示方式的选择方法与原则 109
3.3.3显示器设计的基本原则 109
3.3.4视觉显示器的设计 110
3.3.5听觉显示器的设计 111
3.3.6信号灯与符号标志的设计 113
3.4控制器的设计 114
3.4.1控制器的类型及其适用范围 114
3.4.2控制器设计的人机工程学因素 117
3.4.3手动与脚动控制器的设计 120
3.5显示器与控制器之间的工效学设计 122
3.5.1显示器和控制器的布局设计原则 122
3.5.2视觉显示器的布置 123
3.5.3控制器的布置 124
3.5.4显示器与控制器的配合 124
3.6安全防护装置的作用与设计原则 125
3.6.1安全防护装置的作用与分类 125
3.6.2安全防护装置的组成 126
3.6.3安全防护装置的设计原则 126
3.6.4典型安全防护装置的设计 127
3.7人机系统的功能匹配 127
3.7.1人机功能关系 128
3.7.2人机系统设计的基本要求和要点 134
习题 137
第4章 环境的特性及作业空间环境的设计 140
4.1环境的分类以及环境的基本特性 140
4.1.1环境的分类及其一般特性 140
4.1.2地球大气层环境的基本特性 141
4.1.3力学环境的基本特性 142
4.1.4声学环境的基本特性 146
4.2作业空间设计及其分析 147
4.2.1行动空间 147
4.2.2心理空间 148
4.2.3活动空间 149
4.2.4作业空间分析 149
4.3工作座椅的静态舒适性设计 151
4.3.1舒适坐姿的生理特征 151
4.3.2工作座椅设计的主要准则与基本要求 153
4.4照明 153
4.4.1照度标准与照明设计 153
4.4.2环境照明对工效的影响 155
4.5噪声与振动 156
4.5.1噪声的危害以及噪声控制措施 156
4.5.2振动 160
4.6微气候环境 162
4.6.1高温作业环境及其改善措施 162
4.6.2低温作业环境及其改善措施 163
4.7职业危害以及职业安全 164
4.7.1有毒环境的卫生标准 164
4.7.2瓦斯及其防治 168
4.7.3矿尘的危害及其防治 170
4.8航空航天作业中的辐射及其防护 171
4.8.1宇宙辐射的生物效应 171
4.8.2宇宙辐射的防护 176
4.9环境生态系统健康的概念及其主要研究内容 178
4.9.1生态系统健康概念的提出以及3次重要的国际会议 178
4.9.2生态系统健康概念的内涵 178
4.9.3生态系统健康学的重要研究内容 179
习题 179
第5章人因失误以及人因事故的分析方法 181
5.1人因失误事故模型 181
5.1.1人因失误的定义及分类 181
5.1.2人因事故的基本特性 183
5.1.3事故因果理论 183
5.1.4能量意外转移理论 186
5.1.5轨迹交叉理论 187
5.1.6基于人体信息处理的人因失误事故模型 188
5.1.7事故的统计规律与预防原则 189
5.2复杂人机系统中操作人员失误的分析 190
5.2.1 HRA的三种行为类型以及复杂人机系统中操作人员的认知行为模型 190
5.2.2诱发人因事故的主要因素 194
5.2.3人因失误的结构模型 196
5.2.4人因事故根原因分析方法 196
5.3人可靠性分析方法的选择及其比较标准 199
5.3.1 HRA方法的选择 199
5.3.2 HRA方法的比较标准 201
5.4人因事故的预防 202
5.4.1人的能力及状态 202
5.4.2人因失误的预防 202
习题 204
第6章 人机环境系统模型的构建及其系统评价方法 205
6.1构建人机环境模型的3个理论及总体性能4项评价指标 205
6.1.1控制论与模型论 205
6.1.2优化论以及Nash-Pareto优化策略 207
6.1.3总体性能的4项评价指标 210
6.1.4总体性能各指标的评价 210
6.2系统建模与辨识方法 212
6.2.1系统建模的要求与原则 212
6.2.2描述系统模型的几类数学方法 213
6.3层次分析评价法（AHP） 214
6.3.1建立层次结构模型 214
6.3.2构造判断矩阵 215
6.3.3层次单排序及其一致性检验 216
6.3.4层次总排序及其一致性检验 217
6.3.5层次分析法的计算过程 218
6.4系统的模糊分析评价法 223
6.4.1模糊关系及其运算 223
6.4.2模糊综合评判 225
6.5故障树分析法 229
6.5.1故障树分析的内容与作用 230
6.5.2故障树的建造与规范化 230
6.5.3故障树的定性分析 235
6.5.4故障树的定量分析 236
6.6人机系统的可靠性分析与计算方法 237
6.6.1人机系统可靠性分析的简易模型 237
6.6.2事件树分析法 242
6.6.3事件树分析法与故障树分析法的综合应用 246
6.7环境生态安全评价模型以及生态预报的概述 249
6.7.1 PSR模型 249
6.7.2指标体系的建立和评价指标函数的构建 250
6.7.3生态安全指数的判断标准以及模型评价结果的分析 252
6.7.4生态预报的内涵 254
6.7.5近期生态预报研究的重要领域 255
6.8清洁生产的评价等级及其评价方法 256
习题 256
第7章人机环境系统性能的预测 259
7.1人机环境系统性能预测的智能算法 259
7.1.1小波神经网络的训练学习过程 260
7.1.2模糊神经网络的训练学习过程 261
7.1.3两个典型算例 262
7.2灰色系统性能的预测 266
7.2.1灰色系统建模与预测 266
7.2.2 GM（1，N）模型 267
7.2.3典型算例——模型建立及关联度计算 269
7.2.4灰色系统的预测 274
习题 276
第8章人机环境安全工程的新发展 278
8.1数字化人机环境安全工程 278
8.1.1数字化人的体态模型 278
8.1.2人机环境系统的建模与分析 279
8.1.3人机环境系统工程的评价系统 279
8.2信息化人机环境安全工程 279
8.2.1协同工作中的人与人间的交互 280
8.2.2基于信息交互的界面设计 280
8.3虚拟场景下人机环境安全工程 281
8.3.1虚拟场景下人机工程的设计以及工效学的评价 282
8.3.2人机工程学模型系统的研制与应用 283
8.4智能化人机环境安全工程 283
8.4.1人的智能模型 283
8.4.2人机智能结合的必要条件 284
8.4.3人机交互作用以及计算机的智能结构 285
8.5新形势下人机界面技术的新发展 286
8.6清洁生产、循环经济以及健康环境生态系统的构建 288
8.6.1清洁生产与循环经济 288
8.6.2循环经济的7大基础原则以及“3R”原则的优先顺序 291
8.6.3可持续发展评价的指标体系概述 292
8.6.4干扰与受损的生态系统以及生态恢复 293
习题 295
参考文献 297