注册安全工程师考试教材讲义：人机作业环境

　　人机作业环境、人机系统

　　【考试大纲要求】：

　　1、了解人机信息与能量交换系统模型，人的可靠性分析。

　　2、熟悉人机系统、人机功能分配。

　　3、掌握人机系统可靠性设计原则

　　【教材内容】：

　　第十节 人机作业环境

　　一、光环境

　　(一)光的度量

　　1. 光通量

　　光通量是最基本的光度量，它可定义为单位时间内通过的光量，是用国际照明组织规定的标准人眼视觉特性(光谱光效率函数)来评价的辐射通量，单位为流明(1m)。利用光电管可测量光通量。

　　2.发光强度

　　发光强度简称光强，是指光源发出并包含在给定方向上单位立体角内的光通量，常用来描述点光源的发光特性。光强与光通量之间的关系由下式表示：

　　I=Φ/ Ω (1—17)

　　式中I——光强，单位为坎德拉，cd;

　　Φ——光通量，Lm;

　　Ω——立体角，球向度，Sr。

　　3.亮度

　　指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影面积之比，亮度的单位为坎德拉每平方米(cd/m2)，亮度的定义式为：

　　L=I/Scosθ(1—18)

　　式中L——亮度，cd/m。;

　　S——发光面面积，m。;

　　I——取定方向光强, cd;

　　θ——取定方向与发光面法线方向的夹角。

　　亮度表示发光面的明亮程度。如果在取定方向上的发光强度越大，而在该方向看到的发光面积越小，则看到的明亮程度越高，即亮度越大。这里的发光面可以是直接辐射的面光源，也可以是被光照射的反射面或透射面。亮度可用亮度计直接测量。

　　4.照度

　　照度是被照面单位面积上所接受的光通量。单位为勒克司(lx)。照度的定义式为：

　　E=Q/S(1--19)

　　式中E——照度，lx;

　　Q——光通量，1m;

　　S——受照物体表面面积，m。。

　　测定工作场所的照度，可以使用光电池照度计。工作场所内部空间的照度受人工照明、自然采光以及设备布置、反射系数等多方面因素的影响，因此应该考虑选择什么地方作为测定位置。一般站立工作的场所取地面上方85cm，坐位工作时取40cm处进行测定。

　　(二)照明对作业的影响

　　1照明与疲劳

　　合适的照明，能提高近视力和远视力。因为在亮光下，瞳孔缩小，视网膜上成像更为清晰，视物清楚。当照明不良时，因反复努力辨认。易使视觉疲劳，工作不能持久。眼睛，疲劳的自觉症状有：眼球干涩、怕光、眼病、视力模糊、眼充血、出眼屎、流泪等。视觉}疲劳还会引起视力下降、眼球发胀、头痛以及其他疾病而影响健康，并会引起工作失误和i逝成工伤。视觉疲劳可通过闪光融合频率和反应时间等方法来测定。

　　2.照明与事故

　　事故的数量与工作环境的照明条件有密切的关系。事故统计资料表明，事故产生的原因虽然是多方面的，但照度不足则是重要的影响因素。如美国研究者对某企业因照明不良引起事故的调查表明，该企业照明条件差而事故频繁发生，改善了照明条件后事故率减少了16.5%。

　　视觉疲劳是产生事故和影响工效的主要原因。人眼在亮度对比过大或物体及其周围背景发出刺目和耀眼光线时，即在眩光状况下，会因瞳孔缩小而降低视网膜上的照度，并在大脑皮层细胞间产生相互作用，使视觉模糊。眩光在眼球介质内散射，也会减弱物体与背景间的对比，造成不舒适的视觉条件，进而导致视觉疲劳。

　　二、色彩环境

　　(一)颜色的特性

　　颜色的特性颜色具有色调、明度、彩度三个基本特性。

　　1. 色调。色调是指颜色所具有的搜此相互区别的特性，即色彩的相貌，是物体颜色在质方面的特征。人眼能分辨出大约160种色调。

　　2.明度。明度指颜色的明暗程度，藉此区别颜色的明暗与深浅，是物体颜色在量方面的特征。这种感觉由于光线强度不同而引起视觉对反射光的反应程度也不同。白色明度大，纯白色反射100%的光;黑色明度小，纯黑色反射0%的光。各种染料，加入白色，可提高明度;加入黑色可降低明度。

　　3.彩度。彩度也叫饱和度、纯洁度，是指颜色的鲜明程度。波长越单一，颜色也就越纯和、越鲜艳。光的颜色完全饱和很少见到，只有纯光谱的各种颜色彩度最大。

　　(二)色彩对人的影响

　　色彩可以引起人的情绪性反应，也影响人的行为。产生这种反应的原因，一是人的先天因素;二是人体过去经验的潜意识作用。

　　1.色彩对生理的影响

　　色彩的生理作用主要表现在对视觉疲劳的影响。由于人眼对明度和彩度的分辨力差，在选择色彩对比时，常以色调对比为主。对引起眼睛疲劳而言，蓝、紫色最甚，红、橙色次之，黄绿、绿、绿蓝等色调不易引起视觉疲劳且认读速度快、准确度高。色彩对人体其他机能和生理过程也有影响。例如，红色色调会使人的各种器官机能兴奋和不稳定，有促使血压升高及脉搏加快的作用;而蓝色色调则会抑制各种器官的兴奋使机能稳定，起降低血压及减缓脉搏的作用。

　　2.色彩对心理的影响

　　人类在漫长的生活实践中获得和形成了大量有关色彩的感受和联想，并赋予不同的情感和象征。它们虽因人的年龄、性别、经历、民族和习惯等有所差异，但共同的社会条件和生活环境也必然使其具有一般的共性。在色视觉传达设计中，应根据一般人对色彩感知的感情效果去选择和运用色彩。色彩感情主要表现在以下几个方面。