DL575.9-1999T 控制中心人机工程设计导则 第9部分显示器、控制器及相互作用.doc

A 25备案号：67572000中华人民共和国电力行业标准DLT 575.91999控制中心人机工程设计导则第9部分：显示器、控制器及相互作用Ergonomic principles for the design of control centresPart9：Displays,controls,interactions2000-02-24 发布 2000-07-01 实施中华人民共和国国家经济贸易委员会 发布控制中心人机工程设计导则总 前 言 本系列标准是根据原电力工业部1997年电力行业计划项目(技综199515号文)的安排制定的，其内容以ISOTC 159有关文件为基础，并参考和融入了其他国外标准、国家标准和新近研究成果。 现代工业的特点是高度自动化，工业控制已由局部控制、就地控制，逐步发展为以在各类控制室的集中控制为主，而系统管理也发展为在各级调度室的集中调度管理。 生产系统的安全与效率不仅取决于它自身的技术水平，而且还取决于它与人和环境的协调程度。在IEC964(=GBT 136301992)核电厂控制室的设计中明确提出，控制室的设计和评价，应包括两个方面：技术方面和人机工程方面。制定本系列标准的目的，就是要求在设计电力系统控制中心时，应充分运用人机工程学准则，结合生产、运行要求，使控制中心的布局、人机界面、环境和组织等方面能适合人的生理、心理特点，实现人、机、环境间的协调和整体优化，使人能安全、健康、舒适和高效地进行工作。目前，控制中心的人一机一环境系统的协调水平，已是电力系统现代化的重要标志之一。 电力系统控制中心(包括调度中心)的功能是监视和控制发电、输电或配电网的运行。控制中心的人机工程设计要求，就是设计时应特别注意人的因素和人的特性，例如，人体尺寸、人的反应能力和限度；把人机工程准则及所需的技术方法渗透到控制中心的设计之中。强调以人为核心，使所设计的机器(包括设施)和环境条件适应于人，这既是对一些经验教训的总结，又是提高人的工作质量的需要，也是获取良好经济效益和社会效益的途径之一。 将人机工程学(人类工效学)的诸多研究成果进行标准化，是将人机工程学原理应用于工程实际的重要环节。1975年国际标准化组织(ISO)专门设立了“Ergonomics”标准化技术委员会(ISOTC159)。我国于1980年成立了相应的“全国人类工效学标准化技术委员会”，开展了卓有成效的工作。该标准化技术委员会积极支持并参与了本系列标准的制定工作。 本系列标准DLT575以控制中心人机工程设计导则为总标题，包括12个子标准： DLT575.1 控制中心人机工程设计导则 第1部分：术语及定义； DLT575.2 控制中心人机工程设计导则 第2部分：视野与视区划分； DLT575.3 控制中心人机工程设计导则 第3部分：手可及范围与操作区划分； DLT575.4 控制中心人机工程设计导则 第4部分：受限空间尺寸； DLT575.5 控制中心人机工程设计导则 第5部分：控制中心设计原则； DLT575.6 控制中心人机工程设计导则 第6部分：控制中心总体布局原则； DLT575.7 控制中心人机工程设计导则 第7部分：控制室的布局； DLT575.8 控制中心人机工程设计导则 第8部分：工作站的布局和尺寸； DLT575.9 控制中心人机工程设计导则 第9部分：显示器、控制器及相互作用； DLT575.10 控制中心人机工程设计导则 第10部分：环境要求原则； DLT575.11 控制中心人机工程设计导则 第11部分：控制室的评价原则； DLT575.12 控制中心人机工程设计导则 第12部分：视觉显示终端(VDT)工作站。 本系列标准基本上涵盖了控制中心各个层次设计所应考虑的人机工程学的基本原则。但人机工程学是一门多学科交叉科学，涉及众多技术领域，不可能在一个系列标准中给出全部的具体参数，对各专业或专题性问题的解决，可参考列在各子标准中相应的附录“主要参考文献”。 本系列标准所给出的人机工程学基本原则，是一些通用原则，它适用于电力行业，也可用于其他行业的控制中心的设计。本系列标准基本上能满足大中型控制中心设计的需要，对于小型控制室或就地控制点，可视具体情况，简化设计步骤，选用有关内容进行设计。 本系列标准中所列的原则和参数，是人机工程学研究成果的浓缩。然而，考虑到某些设计准则还比较笼统，给出的某些具体参数也是在特定条件下的测量统计值，并非是严格的数值界定， 在应用各种设计准则与参数时，必须具体考虑其相互影响和制约，不应过于强调单个原则和单个参数，而应全面理解；再者，人机工程学准则在电力系统控制中心设计中的应用，是对现有技术设计的一种补充，可根据实际情况综合协调，以取得系统整体的优化。 鉴此，本系列标准在名称中加入了“导则”二字，即控制中心人机工程设计导则，并作为推荐性标准提供使用。 本系列标准由原中华人民共和国电力工业部提出。 本系列标准由国家电力公司电力自动化研究院归口。 本系列标准由国家电力公司电力自动化研究院负责起草，中国标准化与信息分类编码研究所、国家电力公司劳动保护科学研究所、国家电力公司苏州热工研究所、南京铁道医学院、南京航空航天大学参加了编写。 本系列标准由国家电力公司电力自动化研究院负责解释。目 录控制中心人机工程设计导则 总前言DLT575.91999 控制中心人机工程设计导则 第9部分：显示器、控制器及相互作用前 言 本标准系参考国内外人机工程标准化研究成果(见附录A)中有关显示器、控制器及相互作用的内容编制而成。 本系列标准DLT575以控制中心人机工程设计导则为总标题，包括以下12个子标准： DLT575.1 控制中心人机工程设计导则 第1部分：术语及定义； DLT575.2 控制中心人机工程设计导则 第2部分：视野与视区划分； DLT575.3 控制中心人机工程设计导则 第3部分：手可及范围与操作区划分； DLT575.4 控制中心人机工程设计导则 第4部分：受限空间尺寸； DLT575.5 控制中心人机工程设计导则 第5部分：控制中心设计原则； DLT575.6 控制中心人机工程设计导则 第6部分：控制中心总体布局原则； DLT575.7 控制中心人机工程设计导则 第7部分：控制室的布局； DLT575.8 控制中心人机工程设计导则 第8部分：工作站的布局和尺寸； DLT575.9 控制中心人机工程设计导则 第9部分：显示器、控制器及相互作用； DLT575.10 控制中心人机工程设计导则 第10部分：环境要求原则； DLT575.11 控制中心人机工程设计导则 第11部分：控制室的评价原则； DLT575.12 控制中心人机工程设计导则 第12部分：视觉显示终端(VDT)工作站。 本标准的附录A是提示的附录。 本系列标准由原中华人民共和国电力工业部提出。 本标准起草单位：中国标准化与信息分类编码研究所、国家电力公司电力自动化研究院、国家电力公司苏州热工研究所。 本标准主要起草人：刘伟、童时中、吴当时、滑东红、盛菊芳。目 次前言1 范围2 引用标准3 定义4 显示器、控制器及相互作用5 设计过程附录A(提示的附录)主要参考文献中华人民共和国电力行业标准DLT 575.91999控制中心人机工程设计导则第9部分：显示器、控制器及相互作用Ergonomic principles for the design of control centresPart9: Displays , controls，interactions中华人民共和国国家经济贸易委员会2000-02-24批准 2000-07-01实施1 范围 本标准规定了控制中心对系统运行实行监视和控制时，数据的输入和显示的设计原则，给出了显示器和控制器配置的要求与建议。 本标准适用于各类新建控制中心的设计，也适用于现有控制中心的技术改造设计。2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 DLT575.11999 控制中心人机工程设计导则 第1部分：术语及定义 DLT575.51999 控制中心人机工程设计导则 第5部分：控制中心设计原则 DLT575.61999 控制中心人机工程设计导则 第6部分：控制中心总体布局原则 DLT575.71999 控制中心人机工程设计导则 第7部分：控制室的布局 DLT575.81999 控制中心人机工程设计导则 第8部分：工作站的布局和尺寸 DLT575.121999 控制中心人机工程设计导则 第12部分：视觉显示终端(VDT)工作站3 定义 本标准采用的定义见DLT 575.11999。4 显示器、控制器及相互作用4.1 指导原则 显示器和控制器构成人机界面，其目标是，使人机相互作用变得容易(用力较小)、快速(用时间较少)，并差错最少。指导设计的基本思想为： a) 在人机系统中，人应始终处于主导地位，因为系统的运行是由操作人员判定和执行的，仅在危及人员或设备安全、要求迅速可靠地作出明确的反应时，才由保护系统来完成这种反应(如终止运行过程以避免危险或损失)。 b) 在设计人机界面时，应考虑人的能力、特性、技能、任务及生理心理需要。 c) 人机界面应提供各种信息和手段，以使操作员能完成其控制任务。4.2 表达原则4.2.1 区分信息(或数据)与其表达形式的差别 先确定显示内容，再考虑表达形式。4.2.2 必须让操作员觉察到需其作出反应的事件 a) 为避免使操作员负荷过重，显示的事件应按其优先次序进行分类，以有助于操作员作出决定。 b) 越是需要操作员作出紧急反应的事件，其优先次序就应越在前面，其显示方式也应更加醒目。4.2.3 显示的信息应确保真实性 不正确的信息会导致错误的决定，可能会引起故障，甚至事故。真实的信息是指信息所提供的时间、地点、数值、状态、事件过程及前后关联等都是正确的。 信息的显示有如下要求： a) 及时更新，显示实时信息。 b) 凡是关键信息，应显示足够的冗余信息，以便操作员能够对所显示的信息进行验证。 c) 不符合以上要求的显示应加以说明，例如， 显示阀门“关闭”的信号，如果不是产生于阀门的位置，而是来自引起阀门关闭的开关；一个测量点的信息传输中断，因而不再有信息的更新，对这类情况如未加以说明，此时所显示的信息就不是真实的。4.2.4 表达应明确、一致4.2.4.1 明确性 a) 在解释表达内容时，使用已知的代码或操作者熟悉的代码。 b) 避免出现例外代码。4.2.4.2 一致性 a) 同一工作地点，不论代码是在何处显示，均应采用相同的编码。 b) 同一类信息，表示的方式应相同，即：对于相同的设备、事件、状态等，应使用相同的术语、名称、颜色和拓扑结构(布局)。 c) 不同的信息，表示方式的差别应明显。 d) 对于等同的不同层次的对象，在显示的图像中应尽可能相似，它可通过保持高层次对象的基本显示图像(如符号)，并在需要时为较低层次对象的图像增加细节来解决。4.3 控制与系统反应的原则4.3.1 控制动作与系统反应之间的相互关系 a) 操作员的每一个输入都应当能引起系统的反应。 b) 一个特定的控制动作应只能引起系统的一个与之对应的反应，否则(如由于故障的原因)，应将异常告知操作员。 c) 控制动作所引起的反应，应当是操作员所预期的。 d) 注意显示器与控制动作之间的协调性。 e) 系统的反应应在规定的时间内出现，如果系统没能在这一时间内实现控制动作所引起的反应，则应有一个提示，通知操作员：系统此时正忙于处理这一任务。4.3.2 恰当选择显示对象 a) 在屏幕上显示的只是应加以控制的对象。 b) 屏幕上应显示控制动作引起的直接反应，并可觉察到由被控制对象引起的进一步的间接反应。 由以上原则可以得出结论：人机界面的设计，取决于使用显示器和控制器所要完成的任务， 以及操作员的特性、环境和可利用的技术。因此，如果对任务不了解，就不能应用本标准。5 设计过程 设计人机界面，应考虑下述要求： a) 根据DLT 575.5，设计人机界面首先要进行任务分析，其中包括确定人所要完成的活动及操作员在每一工作地点所要进行的活动。 b) 设计小组的人员构成非常重要，它应包括人机工程学专家、控制工程师、计算机专家及未来的使用者(运行管理人员，尤其是操作员)等多个学科的人员。为保证设计的成功，应把未来的使用者吸收进设计小组；应与可能的使用者保持联系，征求他们的意见。 人机界面的设计可按下列步骤进行，在实际工作中，各步骤间往往出现反复迭代过程。5.1 第1步：确定控制室操作员及其在工作岗位的任务5.1.1 这些工作岗位可用来完成以下两类任务： a) 专门完成某一特定的任务(如过程控制)。 b) 交替完成多项任务(如控制工程、过程控制、维修)，在这种情况下，工作岗位的设计应以主要任务为重点，将临时性的使用要求放在次要位置。 注：对交替进行的每一项，都应完成第2步中的要求。5.1.2 在以上任何一种情况下都应明确以下内容： a) 每一个工作岗位必须完成的任务的种类。 b) 在正常运行模式下，每一项任务需要的人员数目。 c) 在发生故障的情况下，一个工作岗位上应有的共同处理问题的人员数目。5.2 第2步：列举每个工作岗位分配给人的各项活动5.2.1 对每一个工作岗位要完成的每项任务应作出规定，内容如下： a) 要求给出的视觉显示信息。 b) 应在屏幕上显示的视觉信息(其他信息可通过窗户观察其过程来获得)。 c) 需在屏幕上同时显示的信息。 d) 切实可行的控制动作。 e) 需用语言来表达的信息，并以此来确定工作岗位的布局(见DLT 575.7)。5.2.2 需要强调的是： a) 应对最坏的情况作详细说明。 b) 应列出以上规定的例外情况并说明处理方法，包括操作员人数、工作岗位数、装备情况、对策、合作者以及所在的工作岗位等。5.2.3 设计要求： 本阶段只寻求完成任务所需的信息而并非其表达方式(如文本、模拟图、曲线等)及可用的技术，目的在于集中处理以下问题： a) 必须显示的内容。 b) 必须控制的对象(而不是如何去控制)。 注：设计的早期阶段主要围绕着数据和信息进行，其表达方式在第9步中确定。5.3 第3步：将汇集的信息组织成图像 通常情况下，操作员要评估的所有变量，不可能在一个显示器上同时显示。即使应用了多个平行的显示屏，仍需在同一屏幕上按顺序显示。因此要求把全部信息组织成若干图像格式。 在控制中心中，除了显示器和控制器外，还可能需要一些附加设备，如毒气报警屏、火灾探测屏、闭路电视及摄像控制装置、通信屏等，应列出这些设备及上面的显示器、控制器的位置。 运行中的显示器和控制器，有时也会被维修人员或仪表及控制工程师，用来对系统进行调试或改变自动系统的设定值。 设计要求见5.3.15.3.5。5.3.1 采用层次结构 采用层次结构有利于建立一种思维模式，使定位更很容易些。在任何情况下，使用者都应很容易找到以下问题的答案： a) 过程处于哪个阶段? b) 从这里可以通向何处? c) 如何才能得到所需的信息?5.3.2 以操作员的任务为准则 a) 对于监视任务：常设一个能显示操作员所监视的全部设备工况的概貌图。 b) 对于控制任务：按所需详尽程度显示被控对象，以及由它引发的各种间接反应。 c) 对于诊断任务：需提供更为详尽的信息，使操作员能精确地确定故障，以便决定用适当方法来保持过程运转。5.3.3 准备非正常情况的数据组合 针对各种非正常情况，准备多种数据(图像)组合，并分析操作员对各种报警应作出的反应。5.3.4 信息的取得 除了上述准备(见5.3.3)之外，还应能通过下列方法得到适合不同条件的信息： a) 按选择准则调出图像，例如操作员可能有这样的需要：“显示那些以AB字头命名的设施所产生的报警”。 b) 采用超媒体链路，例如操作员可根据模拟屏上所显示变量的当前值，调出其在过去的一小时中超过限值的过程或报警。 注：5.3.3和5.3.4中所用图像的内容按第8步的要求确定。5.3.5 图像的名称 每幅图像都应能准确地识别。因此，每幅图像的名称应是专一的。确定名称时应考虑： a) 图像的名称作为标题应位于图像的顶部。 b) 能表示出图像所代表的事物(如一个特定的单元)。 c) 简化定位过程。 注：应确保所选名称能够区别那些即使看起来是一样的图像。5.4 第4步：确定屏幕显示器和传统显示器的数目 显示器(包括屏幕显示器和传统显示器)的数目必须保证能够给操作员同时提供足够多的信息，以便处理设计中所能预见的最恶劣的工况。 注：习惯上或行文中，常把屏幕显示器简称为显示器。 具体设计要求见5.4.15.4.3。5.4.1 传统显示器和控制器可用来作为备用设备，以便在计算机关闭或紧急情况下，仍能为操作员提供关键性的信息，保持对系统的控制。5.4.2 屏幕显示器的数目由下列因素决定： a) 同时需要的信息量： 1)应考虑最坏的工况，在这种情况下，操作员在尽可能短的时间内，须取得尽可能多的相关信息，并完成一系列的控制操作； 2)要考虑操作员的短期记忆问题，如果当前需要的信息必须从几个显示器上获取，操作员必定会承受很大的压力； 3)在一台屏幕显示器发生故障的情况下，其余的显示器(包括专用显示器和监视器)应能提供操作员继续工作所需的全部信息。 b) 平行地组合所需的表达方式(例如将使用了满屏格式的多个显示器组合在一起，分别显示常设概貌图、报警清单及随时间变化的曲线)。5.4.3 尽可能利用具有类似功能的现有工作岗位所取得的经验。5.5 第5步：为各工作岗位选择显示器和监视器5.5.1 基本要求 通常情况下，可选用大屏幕显示器或台式显示器。除此之外，还必须考虑下列条件： a) 在选择显示器和大屏幕显示器的尺寸时，应考虑保持一个固定的视角而不是观察距离(即观察距离加大一倍时字体高度应加倍)。 b) 所要求的视角取决于工作任务、颜色及观察条件。 c) 采取冗余配置、改变显示器的分配等措施，在一台或多台显示器、甚至大屏幕显示器发生故障的情况下，操作员仍能保持对系统的监视与控制，使系统能安全地运行。5.5.2 台式显示器 对台式显示器的要求见DLT 575.8和DLT 575.12。5.5.3 大屏幕显示器5.5.3.1 大屏幕显示器的应用 a) 在多数情况下，大屏幕显示器作为工作站外共享显示器来使用，同时为几个人提供相同的信息。 b) 在决定使用大屏幕显示器之前，需要考虑：显示一幅图像所需的面积随观察距离的平方增长(即观察距离加倍，需要把显示面积增加四倍)。最大观察距离可按下面方式确定： 1) 使用者开始看不清屏幕上所显示图像结构(如线条)； 2)若观察者必须从某一确定位置进行观察，则观察者的眼睛要处在“识别空间” (见DLT 575.81999之5.2)之内。5.5.3.2 大屏幕显示器设计的要求 a) 设计时应考虑：较大的屏幕并不一定能传递更多的信息或图像(因为是从较远的距离进行观察)。设定图像的大小主要取决于视角，视角不变的情况下，如视距加倍，则字符高度也须加倍。 b) 给每个操作员配备个人专用显示器(而不是大的共享屏幕)，在独立性、对输入装置(比如使用键盘)和对显示器的适应性、经济性及显示器的总可利用率等方面常占有优势。 c) 在实际应用中，将大的概貌图显示屏和个人显示器结合在一起使用，通常可很好地满足要求。 d) 如果工作位置上同时使用个人显示器和大屏幕显示器，在信息分配上，使用者的视线不应频繁地从一个屏幕转移到另一个屏幕。 e) 更换大屏幕上的图像之前，应取得所有使用者的同意。有时，一些操作员可能仍然需要当前的图像，而另外一些人已经开始需要下一幅图像。为此，可采用f)中的方法。 f) 把大屏幕分割成若干区，每一区专门分配给工作位置上的某一个人。一个操作员只可以改变分配给自己的那一区域的显示内容。 g) 应使用屏幕外点选器(如鼠标和跟踪球)，这样操作员在执行控制程序时， 眼睛可一直盯着屏幕。不宜使用键盘之类的装置，这些装置会迫使操作员在操作过程中频繁地在显示屏和控制装置之间转移视线。 h) 在设置大屏幕显示器的同时，还应提供冗余的显示器(如，提供冗余的个人用显示器)，以保持当前信息的显示。 i) 由于传统屏的灵活性差，在性能指标变化频繁的工作地点，建议不使用带有特定显示器和控制器的传统屏。 j) 对于一些对比度强烈依赖于观察角度的显示技术，其识别空间(见DLT 575.8)可能会受到限制。限制的程度取决于对比度达到最小要求值(例如31)时的观察角度值。 k) 最大观察距离由字符的大小及观察角度来决定。如果要求一个确定的观察距离，则应适当地根据要求选择字符的尺寸。5.6 第6步：各工作岗位屏幕显示器和传统显示器的布置 设计要求如下： a) 布置传统显示器和控制器时，可按附录A之6中第4部分的要求进行。 b) 布置每一工作岗位的屏幕显示器时，按DLT 575.8中的要求进行。5.7 第7步：各类显示信息在屏幕上的分配 一般而言，每一个屏幕都可配以任何类别的信息(如概貌图、曲线、模拟图、报警清单、表格等)。这将有利于用另一台显示器去替换发生故障的显示器以提供重要信息(如概貌图) 。 设计要求见5.7.15.7.4。5.7.1 按信息类别定位，可在一个固定位置观察同类信息(如概貌图)。5.7.2 每一个工作岗位应有一个总是显示最新信息的概貌图。概貌图中应提供操作员工作岗位所负责的全部工况。除此之外，概貌图还应作为在各层次图像中进行搜索的起点。5.7.3 可分别应用以下方式显示概貌图： a) 立式屏(通常可以从不止一个工作岗位使用这个屏)。 b) 特定的概貌图显示屏(可在每个工作岗位上设置专用显示器或者用一个大屏幕显示器替代立式屏)。 c) 每一个屏幕都分成若干区域，其中一个区域专用于显示概貌图(在概貌图所需的参数量较少时，建议使用这一方法)。其特点如下。 1) 优点： 不需为显示概貌图准备额外的备用显示器； 在每一个屏幕上都可直接从概貌图调出其他图像； 屏幕的使用灵活(任何时间都可决定显示画面的保留、或应予改变)。 2) 缺点： 面积有限； 要求在每一个显示屏上划分出一个区域来显示相同的信息。5.7.4 如果需频繁显示重要事件的序列或某些过程变量的变化趋势，可使用专用屏幕来显示报警清单及曲线图表。5.8 第8步：确定图像内容 对操作员执行任务所需要的所有数据进行编排(第2步)和组织(第3步)之后，就要确定每个图像的内容。第8步的任务必须和第9步紧密协同来完成。 设计要求见5.8.15.8.3。5.8.1 确定每幅图像宜显示的内容： a) 立即需要的信息：显示过程所需的相互联系的变量。 b) 紧迫程度：根据优先次序来分配状态信息和其他信息；根据操作员应作出反应的速度来确定优先次序。例如：当采用两级报警时，按表1。表1 报警的优先次序优先次序操作员的反应编 码1告警要求立刻作出反应红色如果是新的信息，在未确认之前一直闪烁2预警要求引起注意黄色 c) 详细程度：主要由图像所属的层次决定，即与相应的任务有关(见第3步)。 d) 内容多少：每幅模拟图所包含的过程的多少，每幅显示曲线的画面中要显示的曲线的多少等。 e) 拟采用的格式：模拟图、曲线、一组特性图、报警清单等。 f) 精确程度：数字变量所需的有效数字位数；测量装置所测得的精确度；模拟量显示(如曲线、条块图)所需的合适分辨率。5.8.2 在信息和数据之间建立适当的联系： a) 提供刚好能满足需要的数据，以便对显示的信息进行明确的解释。 b) 避免显示细节(如管道联接装置、圆形设备的三维示意图)，这些细节可能在实际中存在，但与图像所规定的任务没有任何关系。 注：与任务无关的细节对于作业是一种干扰，对于图像是一种负担，使真正重要信息的提取过程复杂化。5.8.3 避免使用过于拥挤的图像，并区分下面两种情形： a) 持续需要的要素(如符号、管道、变量等)。这些要素传达特殊信息，与正确地理解图像有关。 b) 偶尔需要的要素(如标签名称、比例尺等)，这些要素宜在需要时临时显示。 注：为适应各种情况，可能要在图像中显示附加信息。为此可使用窗口(详细内容见第10步)。5.9 第9步：确定代码字符表5.9.1 为准确无误而快速地解释数据和信息，应统一把显示的要素(如名称、符号、颜色等)分配成若干个信息类别(如操作模式、所要处理的媒体的类别)，可采用下述方法： a) 给每一类型的数据(主要指设备的型号)至少分配一种独特的表达要素(如特殊的外形、或某种符号或字符顺序)。 b) 对显示的要素加以修饰或附加一些信息来表明当前模式。 c) 采用视觉编码方式，例如，采用形状、颜色、方位和闪烁编码等(详见附录A之7)。5.9.2 设计要求： 在项目的一开始就确定代码(分配)，并在应用当中始终保持前后一致，具体要求如下。 a) 确定必需显示的内容：把所有类型的设备连同可能发生的独特状态(如某类型“马达”可能有开、关、和受干扰三种状态)进行列表，并把这些状态按不同的层次进行显示。 b)应使用标准代码(如按附录A之4中的模拟图符号)或用未来使用者已经熟悉的代码。 c) 按醒目程度的层次模型来选择代码的属性。 d) 使用多维编码，尤其要将颜色代码与另外至少一种以上的代码结合起来。5.10 第10步：拟定控制规程 本设计以第2步和第3步所得的结果为基础。 控制规程完全根据目的、控制语句(即对象、操作和量化指标的给出顺序)及对话方式(命令语言、相互问答对话、菜单、填空方法)来拟定。除此之外，还应制定减少失误的措施。5.10.1 控制目的 a) 定位： 1) 如何得到处理当前情况所需信息的各种显示? 2)如何得到最适合使用者当前工作的信息格式? b) 调节显示器。 c) 确认报警。 d) 调整变量。 e) 改变操作模式(状态)。5.10.2 控制语句 a) 为完成一个控制动作，需要规定控制对象、相应的操作和该操作的量化指标。 示例：一个控制动作可表达为： “将FR C212的设定值增加5%” 对象 “FRC 212设定值” 操作 “增加” 量化指标 5% b) 在应用计算机的系统中，若选择了对象，系统便可立刻作出反应，提供相应的(虚拟) 键来控制选定的对象。 示例： 如果选择了“马达”为对象，就会出现“开”和“关”两个键；在选择了“设定值”为对象的情况下，就会提供“增量”和“减量”两个键等。5.10.3 减少失误 为防止错误的控制动作，避免产生不良后果，可采取如下措施： a) 对于频繁使用的控制动作，如果操作后很容易撤销，并不至于引起严重后果的，可用单击进行控制。 b) 对于操作后果不严重(如只会拖延时间、浪费能源)、并可以消除的控制动作，应显示控制的结果，以便操作员检查并及时纠正。 c) 对于不可撤销的控制动作(如锅炉点火、电气设备并网)，在执行之前，应有一个确认过程(如按下确认键)，以免产生不良后果。 注：使用以上所描述的控制语句可以减少遗漏的情况发生。 d) 在以下两种情况下，控制动作及数据输入应由控制系统进行核查： 1) 控制动作或输入数据似是而非； 2)控制动作与输入数据，对当前值而言绝对地或相对地相处在不同的范围内。5.10.4 人机对话的一般要求 a) 对话应支持操作者迅速有效地完成任务。 b) 对话应只提供与操作者所要完成的任务有关的信息。 c) 那些用于自动执行的、可适当地分配给界面软件的控制动作应当由软件来执行。如系统启动程序中，光标自动置于与任务有关的第一个登录区域。 d) 输入和输出的格式要适当，输入和输出的数据要有一定的精度(即小数点位数)。 e) 对于简单地重复某序列活动的循环式任务，以及批处理的序列控制和启动的序列控制等，应给予支持。 f) 操作员不必去输入系统设定值或那些在过程控制系统中某些位置上可以得到的值。 g) 系统反馈给操作者的，或根据请求由系统向操作者作出解释(自述)的每一个对话，都应使操作者能立刻理解。 h) 对话应是在操作者每一个操作之后提供反馈。如果操作者的操作可能引起严重后果， 则系统应提供解释并请求确认。反馈的给出方式及详细程度应根据普通操作者所应具有的知识水平来确定，反馈和解释应使对查询手册和其他外部信息的需求减到最低限度。 i) 操作员应有一种自主感(控制能力)。 j) 操作员应能启动并控制一个交互作用的方向与速度，直至达到目的。 k) 当系统忙时，应对操作员显示下一步的操作指令(给出要等待的时间)。 l) 对话应具有容错功能，当某一输入明显错误时应当给出一个提示。 m) 对话应具有前后一致性： 1) 应可以预知系统作出响应的位置； 2) 应使用标准位置来显示同一类型的提示，如报警、图像识别、命令输入区域等。所用标志应位于显示的图形轮廓或设备符号的相邻位置(上或左)。 n)对话应具有可逆性： 1) 图象或页面应可前后翻滚； 2) 每一个输入应可以取消。 o) 当某个对话能支持并指导使用者学习使用系统时，则这一个对话适合于用来学习。 p) 应提供有益于学习的规则和基本概念；应说明过程控制的各种应用及操作员用于管理应用过程的输入和输出的工具；模拟工具可以使操作员能够在不立即影响该过程的情况下试验一下，“如果会怎么样”。 q) 对频繁使用的命令应给操作者提供快捷键和系统设定值。 r) 对不经常使用的命令，在设计时应使其更具有自我解释功能，并伴随指导信息。 s) 减少需要进行学习的规则的数目。5.11 第11步：窗口的应用规定5.11.1 窗口的应用 在应用窗口时必须认真、明确地考虑两个事实：过程控制或命令与控制都是实时性任务；重大事件的发生迫使操作员及时作出反应，他们必须立即得到通知。 注意：屏幕上的窗口总是会妨碍对屏幕上图像的观察。5.11.2 设计要求 a) 概貌显示中绝对不能有窗口。 b) 窗口应在操作员需要时才出现。 例外：在系统发生故障，既不能更新也不能继续控制活动的情况下，系统可以启动一个窗口，提供比来自过程更为重要的信息。 c) 通常，窗口只应暂时出现在屏幕上，分别为控制对象及当前情境(事件)提供附加信息或虚拟控制元素。 d) 使用者应随时可以关闭这些窗口。 e) 不要使用透明的窗口(以免产生混淆)。 f) 对象和与其相关窗口(如带有控制元素)应平行出现在视野中。 注1：这是为了确保能够观察到系统对控制动作的反应。 注2：窗口可以出现在一个固定位置(如屏幕的左上角)或与有关对象相关的位置上。一个较好的选择是在已分区的屏幕上选择一个固定区域作为窗口的出现位置。 g) 屏幕上不要同时显示两个以上的窗口。 注：同时出现的窗口数目将取决于窗口的尺寸、任务以及被挡住的图像中控制元素的密度。5.12 第12步：选择适当的输入装置5.12.1 选择原则 系统对操作员的输入应给出相应的反馈，以便通知操作员进行确认，以及在必要的情况下更正其错误，其中包括按下按钮的感觉、击键的反应时间、点选器(或光标)的移动速率、反馈信息、听觉信号等。 输入作业有两种类型：数据输入和点选。 选择某种输入装置或输入装置组合，总的要求如下： a) 输入装置应适合操作员的任务，它与数据输入或点选的频次和时间长短有关。例如，在许多键处于非使用状态，或文本数据的输入不频繁的任务中，没有必要使用一个大的键盘。 b) 输入装置的硬件设备可以是专门用于某一种特定操作(如传统的按钮、旋钮控制器或拨动式开关)，也可以是通用的(如键盘)。除此之外，还可以将点选器(如鼠标)和虚拟控制元素(如光按钮和滑动块)结合起来使用。5.12.2 设计要求5.12.2.1 传统控制器 对于要求具有最高可靠性和有效性的控制器(如紧急停机装置、火灾报警装置)，应使用传统的专用的控制元件。有关如何选择控制器可见附录A之6的第3部分。5.12.2.2 数据输入装置 a) 键盘： 1)如果操作员的任务中需要输入数据(字母、数字字符)，应使用通用键盘；如果不需要输入数据，则应首选适于完成该项任务的专用键盘。 2)工作岗位键盘的数目，应按最坏情况给在此工作的每一个人员都配置一个平行独立的键盘；但应采取适当的措施，当由一个人进行正常操作时，其他的键盘不会妨碍他的工作。 3)一个或多个屏幕共用一个键盘，这样做的主要优点是可以节省工作台面(可能其他设备急需这些空间)。 注意：操作员必须始终清楚自己正在哪一个屏幕进行操作。 4)薄膜键盘(触摸敏感型)，应只限于在脏的或灰尘大的工作场所使用，一般控制中心不使用此类键盘。 b) 数字键盘： 1) 在只输入绝对的数值时，采用数字键盘(真实的或虚拟的)。 2)如果在工作场所使用带有按键式电话，则数字键盘上的按键布局应当采用电话机上的模式(即数字1，2，3在上排)。 注：相对于计算机上的数字布局而言，电话机上的数字布局在人机工程方面有其优越性(出错少、省时间)。 3)为了对量值进行调节(如微调当前值)，还可使用滑动触头或按钮(逐步增加或减少)。5.12.2.3 点选器和虚拟控制元素 一般说来，点选器分为“屏幕内”点选器和“屏幕外”点选器。5.12.2.3.1 在下列情况下可以使用点选器。 a) 达到某一特定的目标所用的步骤有限。 b) 可以从一幅画面中进行所有的选择。 c) 在允许操作员进行操作(打字)之前。 d) 为减少可能带来严重后果的打字错误。 e) 用光标来指示控制对象在屏幕上的位置，此时： 1) 光标位置应当有明显的可视特征(如形状、亮度和颜色)； 2) 只在光标不经常使用时才使用闪烁来显示其位置。 f) 使用点选器可以使操作者能一直观察屏幕。 注：点选器不适合于文本输入。5.12.2.3.2 屏幕外点选器应具有以下特性。 a) 以光标为基础。 b) 可以比屏幕内点选器更为精确地进行点选。 c) 坚固耐用，容易更换，并有一个柔软的电缆连接。 d) 一个操作员所操纵的所有主显示器应安装一个共享点选器。5.12.2.3.3 如果满足下列条件，宜选择鼠标。 a) 控制桌面上有足够的空间。 b) 用同一个鼠标(不需要更换鼠标)可以在工作岗位的所有屏幕上进行点选。 c) 同一个人在办公室任务中(如文本编辑、电子表格等)也使用计算机程序。 d) 空气与环境相当清洁。 注：在灰尘、液体等可对机械点选器构成威胁的地方，首选使用触摸屏或光笔等屏幕内点选器。5.12.2.3.4 在应用屏幕内点选器时，应考虑以下问题： a) 当最矮小的操作者在采取前倾坐姿时，屏幕应在其手的可及范围之内。 b) 当操作者的肘部在桌面的某一位置保持不动时，操作者的手应可达到监视器屏幕的大部分区域。 c) 在需频繁点选的情况下，不应使用屏幕内点选器。 d) 在使用触摸屏时，应采用光标对手指的视差调整技术，避免视差效应及妨碍对被控制对象的观察。5.13 第13步：实物模型及可用性检查5.13.1 实物模型的运用 使用实物模型可以带来很多好处。如果不可能对每一功能都运用实物模型时，至少应对关键的表达模式及相互作用采用实物模型。 a) 与未来的用户共同对设计进行核查(所用方法见附录A之5的第11部分)。 b) 如果不可能进行可用性检查，至少要进行预演性的检查。 c) 未来的用户应有机会熟悉新的人机相互作用界面，由此应当： 1) 从一开始就让他们熟悉情况； 2) 鼓励提供他们的经验和愿望； 3)如有可能，对系统进行试操作，或至少对早期(如在交付使用前数月)的系统的某些部分进行操作体验。5.13.2 设计方案的修正 在设计方案开始实施之前，应通过下列措施对设计方案进行修正。 a) 列出在可用性检查过程中发现的全部问题。 b) 就可用性、效果和效率等问题进行优先次序排队，优先次序排队可按如下方式进行： 1) 绝对错误(意味着“必须排除”)； 2) 不适宜(可以提供能更快处理、更低故障率以及更经济地实施的较好解决方案)； 3) 很好。 c) 确定应将上述问题改进到那一个优先等级。 d) 按适当的设计步骤重新设计。5.14 第14步：选择系统并检查设计方案 检查经过配置后的显示、控制系统，在质量上和数量上是否处理好所有的显示格式和相互作用问题。附录A(提示的附录)主要参考文献1 ISOWD 11064-5(1997)控制中心人机工程设计 第5部分：显示器、控制器及相互作用2 ISO 3641 图形符号制作的一般规则3 ISO 3511 过程测量控制功能和测试设备图形符号表示方法第1部分： 基本要求第2部分： 基本要求的补充第3部分： 仪器互联图表具体符号第4部分： 过程计算机、界面和共享的显示控制功能的基本符号4 ISO 7000 设备用图形符号索引和概要5 ISO 9241 办公室工作用视觉显示终端的工效学要求第3部分：视觉显示要求第11部分：有效性论述第12部分：信息显示的工效学要求6 ISO 9355 (等同EN894)显示器和控制执行机构设计的工效学要求第1部分：人与显示器和控制执行机构相互作用的基本原则第2部分：显示器第3部分：控制执行机构第4部分：显示器和控制执行机构的位置与排列7 IEC 73 通过颜色和辅助手段对指示装置(显示单元)和执行机构进行编码8 IEC 417 设备用图表符号9 IEC 447 人机界面的调节原则10 GBT16251-1996(eqv ISO6385,1981) 工作系统设计的人类工效学原则