DLT 575.1-95 控制室人机工程设计导则视野与视区划分.doc

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中华人民共和国电力行业标准 控制室人机工程设计导则 视野与视区划分 DL/T 575.195 ErgonomicPrinciplesforTheDesignofControolRoomsVisualFieldsandZonesofFieldofVision中华人民共和国电力工业部1995-07-13批准 1995-11-01实施 1主题内容与适用范围 本标准规定了人眼的视野范围和信号布置中的视区划分。 本标准适用于控制(调度)室设计、工业产品设计及工程设计。 2视线 图 1 水平视线 2.1视线 眼睛(黄斑中心)中最敏锐的聚焦点与注视点之间的连线。 2.2水平视线 2.2.1水平视线是指头部保持垂直状态、双眼平视时的视线,见图1。 2.2.2水平视线是人体测量标准姿势下的视线,也称标准视线,见图2(a)。 2.2.3在水平视线状态下,头部与眼睛均处于一种比较紧张的状态。 2.3自然视线 2.3.1自然视线是指头部保持垂直状态、双眼处于放松状态时的视线,见图2(b)。 注:航空界通常称此为“正常视线”。 2.3.2自然视线在水平视线之下15。 2.4正常视线 2.4.1正常视线是指头部和双眼都处于放松状态时的视线,见图2(c)。 2.4.2正常视线在水平视线之下30。 2.5坐姿操作视线 2.5.1坐姿操作视线是指双眼、头部和背部均处于放松状态时的视线,见图2(d)。 2.5.2坐姿操作视线在水平视线之下40。 图 2 视线与头部姿势 (a)水平视线;(b)自然视线;(c)正常视线;(d)坐姿操作视线 3视野(视场) 3.1视野 图 3 光刺激的左眼、右眼与双眼的直接视野 头部和眼睛在规定的条件下,人眼可觉察到的水平面与垂直面内所有的空间范 围。 3.2直接视野 3.2.1直接视野是指当头部和双眼静止不动时,人眼可觉察到的水平面与垂直面内 所有的空间范围,可分为单眼与双眼直接视野。 3.2.2直接视野范围如下: a.光刺激的左眼、右眼与双眼的直接视野,见图3。 b.适用于正常视线状态的双眼的直接视野,见图4。 图 4 直接视野(处为双眼) (a)最佳水平直接视野;(b)最佳垂直直接视野; (c)最大水平直接视野;(d)最大垂直直接视野 3.3眼动视野 3.3.1眼动视野是指头部保持在固定的位置,眼睛为了注视目标而移动时,能依次 地觉察到的水平面与垂直面内所有的空间范围,可分为单眼与双眼眼动视野。 实际上,眼动视野是在上述姿势下转动眼球所可能观察到的注视点的范围,叠 加以注视点为中心的相应直接视野而构成的空间范围。 3.3.2适用于正常视线状态的双眼的眼动视野,见图5。 图 5 眼动视野(处为双眼) (a)最佳水平眼动视野;(b)最佳垂直眼动视野; (c)最大水平眼动视野;(d)最大垂直眼动视野 3.4观察视野 3.4.1观察视野是指身体保持在固定的位置,头部与眼睛转动注视目标时,能依次 地觉察到的水平面与垂直面内所有的空间范围,可分为单眼与双眼视察视野。 实际上,观察视野是在上述姿势下所可能观察到的注视点的范围,叠加以注视 点为中心的相应直接视野而构成的空间范围。 3.4.2双眼的观察视野,见图6。 图 6 观察视野 (a)最佳水平观察视野;(b)最佳垂直观察视野; (c)最大水平观察视野;(d)最大垂直观察视野 3.5色觉视野 3.5.1色觉视野是指人眼对不同颜色的视野。 3.5.2人眼的色觉视野如下: a.右眼的色觉直接视野,见图7。 图 7 右眼的色觉直接视野 b.适用于正常视线状态的双眼的色觉直接视野,见图8。 图 8 色觉直接视野(处为双眼) (a)最大水平色觉直接视野;(b)最大垂直色觉直接视野 c.适用于正常视线状态的双眼的色觉眼动视野,见图9。 图 9 色觉眼动视野(处为双眼) (a)最大水平色觉眼动视野;(b)最大垂直色觉眼动视野 d.双眼的色觉观察视野,见图10。 图 10 色觉观察视野(处为双眼) (a)最大水平色觉观察视野;(b)最大垂直色觉观察视野 4视区划分 从使用功能出发,在头部静止、眼睛正常活动状态下,根据人眼对视觉信号的 觉察效果的优劣,可分为三个视区:良好视区、有效视区、条件视区。 4.1垂直方向和水平方向的视区划分 垂直方向的视区划分,见图11。 双眼的水平方向的视区划分,见图12。 注:图11、图12及图13所示,是自然视线状态下的视区划分,图中视区 的中线与自然视线重合。 图 11 垂直方向视区划分 图 12 水平方向视区划分 4.2视觉信号的布置 4.2.1信号和操作者之间的功能关系有两种典型形式。 a.显示信号:由操作者主动进行观察的信号。 b.报警/预警信号:由信号引起操作者的注意。 4.2.2视觉信号布置的建议,见表1。 表1 视觉信号布置的建议 注:表示,虽然良好视区和有效视区对各种观察频繁程度不同的信号都适 用,但应避免将不常使用的信号布置在中心位置。 表示,仅在不得已的情况下才使用。 4.3色觉视区划分 双眼的色觉有效视区,见图13。 图 13 双眼色觉有效视区 (a)垂直方向;(b)水平方向 附 录 A 应 用 说 明 (参考件) A1注视点与视野、视区 A1.1注视点是指需观察的目标。直接视野、眼动视野及视区划分等均是以这些观 察目标(注视点)为中心展开的。在一个控制台或一个控制室的显示屏上可有若干个 主要观察目标,在确定注视点时,应考虑相应的视野或视区范围。例如,主要视觉 信号(主要观察目标)应置于相关视觉信号的中心位置。 A1.2在视野内,仅在围绕注视点的一个很狭窄的范围内,视觉信号是清晰的。随 着与注视点偏离距离的增加,视觉信号的觉察效果逐渐减弱,若在注视点处对图象的 视敏度(视力)为1.0,在偏离注视点2.5处则可能仅为0.5。在视野边缘上,人只 能模糊地觉察到是否有信号存在,而不可能进行识别。 A2视线的选用 A2.1各种视野和视区,实际上都是用角度(通常以水平方向角度和垂直方向角度) 表示的一定的空间范围。就直接视野而言,视线是水平方向和垂直方向视野的中 线。如把最佳直接视野,近似地视作为一个以视线为中心线、顶角为30的圆锥 体,则视线转向何处,这个圆锥体也随之转向该处。图3、图7所示的直接视野适 用于任何视野状态。但视区(或眼动视野)则是以眼睛放松状态下的视线(例如,自然 视线、正常视线)为中线而展开的,如图11、图12、图13是以自然视线为中线, 图5、图9是以正常视线为中线。 A2.2几种视线的特征及应用举例,见表A1。 表 A1 几种视线的特征及应用 注:如设眼睛放松状态下视线的下倾角为(=15),则有=+,即眼 睛放松状态下,由头部和背部的放松,而导致视线下倾角的增大。 A2.3视屏作业的视线可取0-20。 A3视线与坐姿 A3.1正直坐姿: A3.1.1正直坐姿是指躯干线笔直,臀角为8590,见图A1。 图A1 正直与后倾坐姿 A3.1.2正直坐姿状态,与坐姿工作及写字时的姿势接近吻合。 A3.2前倾坐姿: A3.2.1前倾坐姿是指躯干线前倾,臀角小于85。 A3.2.2当用手操作前方远处(在最佳手可及范围之外)控制器时,会暂时出现前倾 坐姿。前倾坐姿对视野及视区不产生显著影响。 A3.3后倾坐姿: A3.3.1后倾坐姿是指躯干线后倾,臀角为100105,见图A1。 A3.3.2后倾坐姿,与身体在放松状态下观察周围事物时所采取的坐姿相符合。 A3.3.3控制室中控制(模拟)屏上的显示信号的位置,一般高于水平视线,常采用 后倾坐姿进行观察;在坐姿工作台作业中,人们也常以间歇性的后倾坐姿,来改 善长时间正直坐姿所带来的疲劳。 A4视觉信号布置原则 A4.1视觉信号的基本布置原则见4.2条。对于任何一种信号,最频繁观察和/或最 重要的,有高的优先权,布置在距操作者的自然视线(如果这是监视作业的主要视 线)最接近的区域内;优先权较低的信号,可逐渐向周边布置。把视觉信号优先布 置在良好视区和有效视区的意义在于,可使操作者持久地处于能觉察信号的环 境,或者置身于能收到信号的位置。 A4.2有效视区之外,一般不宜布置视觉信号,如果视觉信号数量太多,以致在有 效视区布置不下时,可将很少观察的、次要的、辅助性的视觉信号设置在条件视区。 此时,需辅以头的转动进行观察,其空间范围一般宜于在最佳观察视野之内,不超 出最大观察视野。 A4.3对于需在更大空间范围内进行观察的视觉信号,可采用便于改变观察方位的 转椅,此时,视线随之转动,其最大观察范围为人体转动角度叠加最大观察视野。 A4.4预警信号和报警信号一般应设置在良好视区或有效视区内。为使报警和预警 信号能及时引起人的注意,可采用一些辅助手段。例如,采用闪光的显示器或声光 联合报警显示器。 A4.5视觉信号的布置宜分成若干区组,使每个区组形成一个功能性的注视点(区), 以提高认读的效率和准确性。编组方法应与使用者思维方式的规律一致。区组的组 合原则为: a.按在系统中的功能进行组合。 b.按使用逻辑关系进行组合。 c.按功能的主次分区排列。 d.按使用频度进行组合。 e.按显示器本身的功能进行组合。 A4.6考虑路线最短原则,相互联系较多的显示器应靠近布置,尽可能在直接视野 内就能看清楚相关部分。 A4.7显示器的布置,应尽可能在头部及眼睛放松的状态下就能看到,以免头部及 眼睛长时间处于比较紧张状态。允许采取一些辅助手段,例如提供一些易于变换姿 势的条件。 A5视区和视野 A5.1视野(包括直接视野、眼动视野、观察视野)是人眼能觉察到信号的空间范围, 反映人的视觉生理机能。直接视野是眼球本身能直接觉察到信号的空间范围;眼动 视野是人观察事物的基本方式;只有在不得已时,才辅以转动头部去观察事物,此 时能觉察到信号的空间范围就是观察视野。直接视野是视野的基础;眼动视野和观 察视野,是直接视野叠加眼球和头部转动后,所可能观察到的范围。 A5.2视区(良好视区、有效视区、条件视区)是从视觉信号的易于觉察程度出发,对 眼动视野范围内视觉信号布置区(位置)的划分。在视觉显示系统设计中,应以视区 划分数据作为布置视觉信号的主要依据,同时辅以直接视野和观察视野数据,进行 综合运用。 A5.3对于以色觉识别为主的视觉信号,宜采用色觉视区或色觉视野。 A6影响直接视野的因素 A6.1光刺激的最大直接视野范围(见图3、图4),适用于充分的发光强度(大于 60cd/m2)、足够大的图像(平面角超过20)和高的对比度(例如,一个小白炽灯的感觉) 的情况。 A6.2色觉直接视野范围(见图7、图8),是根据发光强度为30cd/m2和尺寸为25(平 面角)的物体测定的。 A6.3视野内发光物体的清晰度取决于发光物体的特性(尺寸,发光强度,颜色和瞬 时特性,例如闪烁)和发光物体的环境特性(直接视野的平均亮度,发光物体的背景 在时间和空间上的变化性,例如眩光)。 A6.4不利的环境因素(例如振动)和个体的因素(例如疲劳、警觉性下降)会影响直接 视野的范围。 A6.5视野的空间范围存在着个体差异。 A7对各个参数值的说明 本标准规定的各种视线、视野与视区的参数,仅为测量统计值,并非严格的数 学界定。例如,正常视线在本标准中规定为下倾角30,但在应用中则可将25 35(即305)视作为正常视线的范围。同样,不宜将良好视区、有效视区 的划分值绝对化。 _ 附加说明: 本标准由中华人民共和国电力工业部提出。 本标准由电力工业部电力自动化研究院负责起草,电力工业部劳动保护科学研 究所、中国标准化与信息分类编码研究所参加。 本标准主要起草人:童时中、李志光、张铭续。
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