分析轿车中与安全人机工程有关的设施与配置 第一章 概述
随着社会的飞速发展，以及经济增长速度的大幅度提高，人们的生活水平也是高粱开花节节高，随着物质条件的优越，人们对现代化交通工具的需求量也在不断地加大，比如说轿车，以往，轿车只不过是少数人的特权产物，但是如今，他早就已经走进了寻常百姓家，成为了大家外出必不可少的交通工具，而且，所扮演的戏份也是越来越大。而轿车的设计，也要充分的的人机工程尤其是安全人机工程的角度来考虑轿车的安全性与舒适性。而消费者在购买的过程中也越来越看重这些，所以轿车内的设施与配置的设计与安全人机工程的联系也显得越来越举足轻重。 第二章 轿车的概况
现代汽车是由多个装置和机构组成的。不同型号，不同类型及不同厂家生产的汽车其基本构造都是由发动机，地盘，电气设备和车身四个大部分组成。
1.发动机 发动机是为汽车行驶提供动力的装置，其作用是使燃料燃烧产生动力，然后通过地盘的传动系统驱动车轮使汽车行驶，发动机主要有汽油机和柴油机两种。
现代汽车广泛采用往复活塞式内燃发动机，它是通过可燃气体在气缸内燃烧膨胀产生压力，推动活塞运动并通过连杆使曲轴旋转来对外输出功率的。主要包括两大机构和五大系统，他们是曲柄连杆机构，配气机构，燃料供给系统，点火系统，发动系统，冷却系统和润滑系统组成，柴油发动机的点火方式为压燃式，故无点火系。
2.地盘 地盘作用是支撑，安装汽车发动机及其部件，总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力使汽车产生运动，保证正常行驶，底盘由传动系，转向系，行驶系，制动系组成。
3.车身容纳驾驶员和乘客，并构成汽车的外壳，轿车的车身由统一的外壳构成，车身还包括车门，车窗，车锁，内外饰件，附件，座椅，及车前各钣金件等。
4.电器设备 电器设备由用电设备和电源组成，电源包括发电机和蓄电池，用电设备的内容，不同车型不太一样主要有点火系，启动系，照明，空调及其他用电设备等。
图2-1
第三章 轿车的显示装置
1.概念 显示装置是指通过可视化的文字，曲线，数值，符号，标志，图形，可听得声波及其他人体可感知的刺激信号向人传递机的各种运行信息的器具。
2.显示器的分类与选择 轿车中使用的最普遍的显示装置是视觉显示装置，主要是各种仪表及信号指示器，视觉显示装置应使驾驶员既可以认读准确迅速又不易疲劳，常用的视觉显示装置有数字显示和模拟显示两大类，从安全人机工程学的观点考虑，使用阴极射线管，气体放电管和发光二极管等屏幕式显示装置更为适合，它既可以显示数字量和模拟量，又能显示过程参数的变化曲线和图形，更适合人的心里和生活特点，认读速度和准确度较高，能
减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，也可以使驾驶员可以更加安全的架势汽车，对于定量读数的显示，应选择电子式的数字显示，这可以为驾驶员在观察上提供极大地方便，避免了驾驶员因思索，计算等造成的注意力不集中而造成更大的更严重的后果，对于定性度数的显示，由于它不需要具体的数据，且模拟现实更为灵敏，方便，因此选用指针式显示，这样做，可以使驾驶员直观的观察到，增加了安全性。
汽车在行驶中，驾驶员需要随时获得轿车的行驶状况才能保证更好的驾驶，仪表板是精确的反映车况的唯一装置，为轿车的安全运行提供了极大的支持，所以如何设计好仪表板的各项功能并合理布置成了一项重点。
3.应用分析
（1）仪表显示器的人机工程学原则 显示装置的设计还要充分的考虑显示器和仪表的易读性和准确性，通常，轿车上的各种仪表和信号指示器组装在一块仪表板上，仪表板的空间位置最好应使驾驶员不比运动头部和眼睛就可以看清全部仪表，或者至少也应该在驾驶员的头和眼睛的自然转动范围内，通常一般操作的视距距离设置在560~750mm之间，这样可以使眼睛较长时间的工作也不会产生疲劳，间接的可以保证驾驶员的安全驾驶，前方的最佳距离在710mm左右，仪表板应与驾驶员的视线成直角，人在正常坐姿下操作，头部一般略自然前倾，所以仪表板应相应的倾斜，通常，仪表板与地面的夹角通常在600~750，仪表板上的仪表应根据视觉运动规律排列，因人的视觉运动规律为从左到右运动，所以，常用的和最主要的仪表显示器应尽可能排在视野中心3°范围内（最优视区），一般仪表和信号指示器排在20°~40°的水平视野和试平线下30°~75°（或以上10°） 范围区域只允许设施次要的，除了不常用和不重要的一般不宜设置在水平80°视野之外。
把视觉装置布置在良好视区和有效视区的意义在于，能使操作者持久的处于能觉察信号的环境，或者置身于能收到信号的位置，只有在非常不得已的情况下才会应用在有效视区之外，因此，在轿车显示装置整体布置时也应根据视觉显示装置的分区布置原则，和视觉的特点来进行布置。
针对轿车显示装置的布置， 在其最重要的仪表和指示灯的布置时，通过结合人机工程的仪表布置原则，并考虑到车内空间的有限性，较理想的布置是将其布置在水平视野的25°的范围和垂直视野（在视水平线下30°范围内）的10°范围之内（如图3-1），其正确的认读为1s左右，这样可以保证驾驶员在较为狭小的空间范围内迅速准确的接受信息，并快速的做出反应， 进行安全有效的操作，当水平视野超过25°时，会大大增加认读的时间。
图3-1轿车仪表盘的最佳布置区域
人们在通过视觉识别信息时，其识别效果和方法除了受到视野视距和色彩的影响之外，还与人自身的视觉特征有关，因此在进行显示装置的整体布置时，也要考虑人的视觉特征，并要有针对性的进行相应的设计和调整。其主要考虑一下几个方面。
（a）眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快且不易疲劳。
（b）视线的变化习惯从左到右，从上到下以及顺时针运动。
（c）人眼对水平方向的尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计准确的多，因而水平式仪表上的误读率（28%）比对垂直仪表的误读率（35%）要低很多。
（d）当人眼偏离视中心时，在偏距相等的情况下，人眼对左上限的观察最佳，依次为右上限，左下限，右下限。
考虑到以上几个方面，所以轿车仪表板的外形都设计成横向长方形，这能够使驾驶员减少眼睛的运动时间和疲劳度，提高认读，判断的准确率；汽车仪表的刻度方向的设计基本都是从左到右或者顺时针方向进行数量和尺度方向的增加，以符合人的视觉习惯（如图3-2）。此外，考虑到人对各象限观察效果的不同，布置比较多的显示装置时，应将最重要的布置在人的视线中心偏左的位置，以便使用者在识别信息过程中头部不用转动，只需要眼睛快速转动就可以快速的获取相关信息，其他次要的和不重要的则可依次按象限的观察效果的排列结
合其他设计原则进行总体布置。
图3-2
在进行视觉显示装置的总体布置时，要考虑显示信息的种类和树木等，在最佳条件下，一般人能够同时接受工艺过程重要指示器示值多达七个，因此，需要考虑操作者的接受能力有一定的限制，在总体布置时，显示的信息的种类和数目不宜过多，应将显示的信息数量控制在人的视觉通道容量所允许的范围之内，使人处于最优信息条件之下，如果一定要显示多个信息，可以考虑结合另一种感觉器官来接受信息和数据。
（2）仪表显示器的设计
为了使驾驶员能够进行高效安全的驾驶作业，轿车驾驶室内的视觉显示装置，应能够迅速，方便，准确的给人提供视觉信息，因此在进行视觉显示器装置设计时，应该选择合理的传递信息和数据的形式，并根据人的视觉特点，按最佳观察方式来进行总体布置。
把视觉显示装置类型的划分中，可按其显示形式的不同划分为：仪表显示，信号灯显示。现分别论述如下
（2-1）仪表显示装置
仪表是显示装置中使用最广的一类视觉显示器，按其认读特征又可划分为数字显示器（如图3-3）和模拟显示器（如图3-4）。
数字式显示仪表是一种使用数字显示有关参数或工作状态的装置，如各种数字显示屏，机械和电子的数字计数器等，数字显示的认读过程比较简单，只是对单一的数字或符号的辨认过程，这一类型的特点是：显示简单，精确。
模拟显示仪表是通过模拟量来显示有关参数状态的视觉显示装置。它具有显示信息形象
化，直观化的特点，使人对示值在全量程范围内所处的位置一目了然，对于测量的偏差值，不仅显示出偏差量，而且示出偏差量位于给定值的哪一侧。在不需要精确度出显示的具体数据时，他能够迅速直观的显示出所处范围的位置，机器的状态，从而使操作者第一时间作出
反应。
图3-3 数字显示仪表
图3-4模拟显示仪表
经调查数据可知，在现行轿车的仪表显示器中，大多为模拟式显示器，比如通过指针式显示器来指示发动机转速的变化情况（如图3-5）
图3-5 指针式显示器
驾驶员在驾驶过程中可以通过发动机的转速表和迈速表来判断轿车的运行状况是否安全。当黑夜驾车时，仪表盘的背景灯光的颜色也要以人眼对颜色的识别序列为基准，人眼对颜色的反应顺序是红绿黄蓝，背景灯光的颜色也要以这几种颜色为主。
（2-1-1）表盘的设计
在设计轿车内部的仪表盘形状时，可以根据人机学的研究结果来进行合适的选择，考虑到驾驶员在认读表盘时首先进行的是判断显示在全范围内的位置，因此不宜使用开窗时的表盘。虽然开窗式的表盘认读的准确率极高，但是却没有通过指针显示所在量程范围内的具体位置，不能满足驾驶员的第一判断，圆形式具有良好的位置显示和准确率，因此在大部分时候可以采用。但该形式的表盘的最大刻度数与最小刻度数连在一起或距离较近，因此，为了使驾驶员快速判断，必须将最大可读与最小刻度分开一定距离，以免发生识别错误，在进行仪表盘面设计时，某些设计要求选用圆形盘面时，应考虑盘面的最大与最小刻度线要明显的区分开，以保证认读的准确性，半圆形式，给出了较好的准确率和位置显示，在许多情况下能很好的显示信息。
而在汽车的部分仪表中，由于需要在盘面上显示较多的刻度范围，如果使用半圆形表盘，会因显示面积受限而减小刻度之间的范围，增加驾驶员的判断的困难性。综合考虑，在这种情况下，会采用略大于半圆形盘面的大半圆式盘面（形状可参考上图 图3-5 指针式显示器的形状）。这样，就可以满足大部分盘面的设计原则。
（2-1-2）字符
为了能将仪表上的信息迅速准确的传达给驾驶员，不仅要按照人机工程学来设计表盘的形状和指针，还要使字符的设计符合人机学的原理，具体要考虑的是字符的形状，立位，大小等。
对于仪表字符形状的考虑，要求其简单，显眼，可通过直线和尖角等来加强字体本身特有的笔画，使其具有便于认读的特征。在仪表的刻度上标上相应的字符时，为使人可以更好地认读，一般采用直立。为了避免指针对标数的遮挡，字符应标在刻度标记的外侧，当不允许标在外侧时才标在内侧，大小，应能保证驾驶者在自然视觉范围内无论哪个方向及角度，都要看的清楚，黑夜，背景灯的作用下，也要能轻松的看清楚。
（2-1-3）指针
指针的形状要单纯明确，有明显的指示性形状，针身以头顶尖，尾部平中间等宽或狭长
的三角形为好。
图3-6 指针 3.信号灯显示装置
信号灯显示装置是指视觉信号由信号灯产生的显示装置，目前已广泛的使用与车辆，飞机，航海，家电，及仪表板等上，其特点是面积小视距远，引人注目，但信息负载有限，当信号较多时，信号显示会显得杂乱，并相互干扰，信号灯显示装置主要有两个作用，一是指示性二是显示性，指示性是指引起操作者的注意或指示操作者进行操作，显示性及反应某个指令，某种操作或某种运行过程的执行情况。
在信号灯的设计中，必须使其符合人的视觉特性，以保证信息传递的速度和操作者的识别质量，为了保证信号灯在使用过程中具有醒目，迅速的传递功能，要求对信号灯的亮度，颜色，和形象等方面进行多方面的考虑。
针对信号灯的亮度，考虑到强光信号比弱光信号易于引起人注意，所以其亮度应至少两倍于背景的亮度，以便引起操作者的注意，并且考虑到闪光信号比固定信号更能引起人注意这一点，在保证信号灯的亮度的基础上，在部分重要信息或危险信号的信号灯的显示上可采用闪光信号，以便引起观察者的进一步注意，但要注意光的强度和闪烁不能使人感到刺眼和
分析轿车中与安全人机工程有关的设施与配置
