核电站控制室布置与盘台设计中的人因工程准则(2)

对于一个单人工作的站姿控制台，控制器和显示器的最大横向展开宽度不宜过大，以尽量减少完成任务所需的移动（移动的情况也与控制和显示的布局有关）。最大横向展开宽度可根据步长和前臂的功能伸长来估计。对于坐姿控制台，在一定任务序列的要求下，控制器和显示器的布置还与盘台的方位、显示与控制器的分组、座椅位置及可调整的范围有关。对于需要进行持续或精细控制的活动，操纵员应不用屈身∕伸展就能触及相关的控制器。另外，根据需要，控制台上还需留出书写和置物的空间。

图2 工作站设计涉及的主要的人体尺寸［4,5］Fig.2 Major human body dimensions related to workstation design［4,5］

当操纵员既需要机动性来监视大盘面，又需要进行较长时间的稳定而精细任务时，可以采用坐站工作台。其上的控制和显示器的布置要求与站姿控制台相同。座椅需要设置得比较高，以保证操纵员坐在椅子上时，眼高与站姿眼高相近。设计还需为膝盖留下空间，并给脚提供支撑。

对于垂直面板，控制器分布的范围可由手臂的可及范围确定，上限和下限分别由女性第5 百分位与男性第95 百分位的数据确定。需要进行频繁与精细操作的控制器以及紧急控制的位置由手臂的功能性伸展范围和视野决定。

1.3 信息显示

图3 站姿控制台控制器分布的高度范围［10］Fig.3 The control height for stand-up consoles［10］

图4 坐姿控制台控制器分布的高度范围［10］Fig.4 The control height for sit-down consoles［10］

针对信息显示的设计、验证与确认，需要考虑视角、视距、入射角、视野和视区的相关要求。视角是识别对象对观察点形成的张角，视距是识别对象与操作者眼睛之间的距离。能否正确识别观察对象的决定条件是视角，观察距离增大时，应增大相应字符的尺寸，如图5所示［13］。在盘面、显示器及大屏幕上显示字符时，设计需要根据使用时的视距采用满足要求的大小。

图5 字符的视觉识别［13］Fig.5 The identification of characters［13］

入射角是视线与显示屏幕表面法线之间的夹角，观察者应尽可能垂直地观察显示器。设计应参考人的工作位置以及显示面的位置和方向，如图6所示。在视觉信号的布置上，作业视区（良好视区、有效视区和条件视区）的特点以及使用者的姿态可对重要和需要频繁或连续监视信息的布置产生影响。具体准则见表1。

除此以外，在盘台的具体设计中，信息显示还涉及标签设置、仪表盘设计、颜色配置、指示灯设计（亮度和闪烁）、听觉编码和信息分组等方面的内容。其设计也需满足相应的准则［10］。

图6 入射角示意图［13］Fig.6 Illustration of viewing angle［13］

表1 标准中与信息显示相关的准则Table 1 Guidelines in standards related to information display注：①正常视线指垂直方向水平面下约15°。

1.4 手动控制器的设计

在数字化控制室中，操纵员主要使用键盘、鼠标对核电站进行控制。但核电站控制室内也保留了传统的控制器，如后备盘和紧急控制盘上的按钮。控制器包括钥匙开关、拇指轮、旋钮、曲柄、手轮、按钮和键盘等，相关参数包括尺寸、位移、间距和阻力等。GJB 2873—1997、NUREG 0700 和GJB∕Z 131—2002等标准都提供了详细的设计指南［10,14,15］。这些设计指南保证了控制器的尺寸、间距、阻力和位移能够适应人手的尺寸和力量，符合人的预期，便于操作，减少失误。

2 讨论

根据GB∕T —1991、GB∕T —1988和GB∕T 1357—1992的内容，核电站控制室的设计一般采用男女通用的产品设计原则，选择男性第95 百分位与女性第5 百分位人体尺寸作为上下限的依据。由于标准中的人体尺寸为裸体测量值，并且在测量时躯干为挺直姿势，而在正常工作时，人穿着衣物且姿态不同，因此，设计时除了需要考虑人体尺寸百分位数，也需要考虑功能修正量，包括衣、穿鞋、姿态和心理修正量［3-5］。

在目前采用的标准中，与显示相关的准则大都来自对字母文字的研究。为了能够清晰辨认和正确理解笔画数目更多、结构更复杂的汉字，人们需更大的视角。根据《飞机电∕光显示器汉字和用语》（GJB 302—1987），汉字大小应与显示器的分辨率要求成比例，一般不应小于24′［17］。《使用基于平板视觉显示器工作的人类工效学要求第2 部分：平板显示器的人类工效学要求》（GB∕T .2—2009）（等同采用ISO -2—2001）规定亚洲字符最小为25′［18,19］。目前，自主设计将会更多地采用中文母语进行信息呈现，所以，设计应注意汉字和汉语的特点，以保证信息的易辨识和易读性。

文章来源：《人类工效学》 网址: http://www.rlgxx.cn/qikandaodu/2021/0722/516.html