沈阳地铁人因工程改善.doc
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1、摘 要Abstract第1章 绪论1.1本课题的研究背景与意义1.1.1研究背景1.1.2研究意义1.2国内外相关研究现状1.2.1国外研究现状1.2.2国内研究现状1.3本论文的研究内容1.4课题研究的方法第2章 工效学简介2.1工效学概述2.1.1 工效学的研究内容2.1.2 工效学的研究方法和步骤 2.2工效学的应用简介2.2.人的特性2.2.2色彩环境 2.2.3人机界面设计2.3 本章小结第3章 沈阳地铁1号线的运行概况3.1 沈阳地铁1号线的的概况3.2 沈阳地铁1号线现状分析3.2.1 地下空间导向标识系统现状分析3.2.2 自动售票系统现状分析 3.3 本章小结第4章基于工效学
2、对沈阳地铁1号线的改善研究4.1地铁空间导向标识系统的改善研究 4.1.1地下空间导向标识系统布置原则. 4.1.2地下空间标识系统系统设计原则. 4.1.3地下空间标识系统改善研究 4.2 自动售票系统改善研究4.2.1 自动售票机的用户分析4.2.2自动售票机交互设计策略4.2.3 自动售票机人机的改善研究4.4 本章小结结论.参考文献致 谢第一章 绪论1.1本课题的研究背景与意义1.1.1研究背景1863年,当第一条地铁在英国伦敦建成通车以来,地铁已经走过了150年的历史,现在欧美发达国家的地铁建设已经非常发达。如今改革开放以来我国各城市经济取得了较快的发展,在各大城市具备一定的经济能力
3、时同时受到了城市交通的困扰,城市中心区地上空间资源紧张,城市新区距离市中心区较远,交通不便。生活在城市中的现代人,需要更为方便和快捷的交通方式在快节奏的城市中穿梭。这样的现实使得我国城市轨道交通的发展面临一个前所未有的良好机遇。然而我国的地铁建设起步比较晚,经验较发达国家明显不足。在地铁建设中和设计中,必然会存在或者或那的各种问题。例如,有些地铁换乘通道过长,换乘时间过长;自动售票系统不够人性化;地铁空间标识不够人性化,室内照明不合理等很多需要改进创新的地方。所以我们需要对新建的地铁进行不断地总结和改进,避免在以后的设计中出现相同的问题。1.1.2研究意义本课题研究的理论意义在于强调工效学在地
4、铁建设中的重要性。工效学在地铁设计中具有极强的意义,应该给与更多的认识和关注。作为连接地上和地下的“桥梁”,地铁车站建筑空间比较特殊。乘客的各种行为和活动都体现在了这里,因此地铁建设中工效学的运用就显得尤为重要。本课题研究的社会意义在于在如今比较重视“人性化”的社会,地铁的设计也需要从“人性化”出发,更好的满足乘客在行为和心理上的各种需求,体现对人的尊重。同时尽可能的提高每一个人对生活的幸福感和对社会的满意程度,用更周到的关怀来吸引更多的乘客,提高地铁的使用效,尽量缩小地铁设计与发达国家之间的差距。1.2国内外相关研究现状当今社会,各城市经济取得了较快的发展,对空间资源需求紧张,城市交通也收到
5、困扰,迫切需要更为方便快捷的交通方式。此时地铁为现代人的快节奏生活提供了很大的方便。同时在强调“人性化”的时代,工效学的运用对地铁的建筑设计不容忽视。1.2.1国外研究现状世界上第一条地铁诞生于英国伦敦,因此欧洲的城市轨道交通建设经历了很长的一段时间,在这段时间里积累的大量的实践经验,并从实践经验中总结出经验丰富的理论实践。德国学者Rauch jurgen1从地铁的发展历程、建设方法上对德国地铁站建筑设计进行了归纳总结,日本学者Makoto Sei2从人文的角度对地铁站的建筑设计进行了系统和专业的研究。Wells,Malcolmd的地铁小记:一位建筑师的手记3、Howells,D.J和T.C.
6、F.Chan的调整结构后的香港地铁空间发展4、Kerr,William C,George J.Tamaro和Daniel M.Hahn的换乘站的改进5 等则是针对作为个体的,具体你的地铁站地下空间进行的详细规划布局研究以及建筑设计的研究。 斯德哥尔摩地铁6一书更侧重于地铁车站地下空间设计、室内装饰以及地域性、文化性在地铁车站建筑中的表达等方面。国外的实践经验以及理论成果比较丰富,其远期的可预见性和发展的规划都比较清晰,不确定因素小于国内。由于国内经济水平,人文和国情与国外有一些不同,所以我国在地铁建设时不能照搬国外的理论和实践经验,也要根据情况作出相应的改变,来使得我国国民更好的体验到地铁为生
7、活带来的方便。1.2.2国内研究现状我国在地铁建设领域起步比较晚,较欧洲各国家,美国,日本等国家相比,在地铁车站建筑的设计、建造等方面无论是理论还是实践,我国经验明显不足。随着社会经济和文化的发展,地铁在城市中所起到的作用越来越重要,同时在地铁建筑中工效学的运用也越来越得到了重视。 2003年8月1日开始实施的地铁设计规范7是地铁设计的原则性规范,其中针对地铁设计的每一个方面都做了分析说明。许红主编的城市轨道交通规划与设计8就车站规划设计、换乘站规划设计、安全防护设计各方面系统介绍了城市轨道交通规划与设计。虽然我国地铁建筑在理论和实践中都取得了一定的经验,但是相与发达国家相比,我国现行的地铁线
8、路,地铁设计,综合服务等功能尚不尽人意。王聪在地铁车站建筑设计的不足与创新9中,分析了当今地铁车站建筑存在的问题和原因,就人因方面关于地体车站建筑设计提出了创新的问题。 郭之友10对深圳的自动售票检票系统做了问题调研和分析,并作出了设计改善,探讨了人性化设计理念的具体操作方法和评价体系。赵时旻11,陈虹、张徽12 以用户为研究核心,探索了地铁自动售票机的设计改进策略。朱宏佳13以西安地铁2号线为例,对售票检票设备进行调研研究,提出了优化建议。周晓蓉在14中利用色彩对地铁自动售票机进行改善研究。 孔健15以上海地铁车站的实地调研为基础,通过对人的行为心理以及认知规律等方面具体细节的研究来分析地铁
9、空间环境的设计。陈凌16和江冬梅17等人对地铁的空间环境进行人性化设计分析,关雅明、关雅平18等人根据对广州和深圳地铁站的调查,探讨了如何提高地铁站等候区人性化的设计,使其具有导向性和可识别性。汤雅莉、杨豪中、袁俊娅19以西安地铁2号线导向标识系统为研究课题,提出了地域特色的产品形态是满足知识经济时代下审美需求的设计核心问题。1.3本论文的研究内容本论文将在以往国内外研究的基础之上,运用人因工程学20,基础工业工程21等理论,综合考虑各种因素,通过对地铁1号线地铁站,地铁车辆,换乘点等的分析,运用工效学分析研究方法进行分析并作出改善,对方案作出评价。研究内容如下:(1) 了解并掌握人因工程学和
10、基础IE的理论知识。查阅国内外相关文献,了解工效学在国内外地铁中的运用。了解沈阳地铁运行概况和运行流程,基于工效学提出存在的问题。(2) 应用人因工程学与基础工业工程的理论与方法,运用实地考察和访谈法对沈阳地铁1号线空间环境设计(标识系统、色彩环境),沈阳站自动售票系统进行深入分析与研究,找出存在的问题并分析原因。(3) 针对沈阳地铁1号线存在的问题,运用人因工程和基础IE理论知识进行研究分析,并提出基于工效学的改善方案,最后对方案进行评价选优。1.4课题研究的方法本课题的目的是对沈阳地铁1号线进行工效学分析,发现问题并运用相关知识对其进行改善,作出优化方案。在此过程中主要充分利用资源,用现有
11、条件查阅国内外相关资料,同时运用实地考察、访谈、图示模型法等研究方法,发现沈阳地铁1号线目前存在的问题,用基础IE和人因工程学来进行改善,并对方案进行评价,最后得出优化方案。第二章 人类工效学简介人类工效学是研究人、机器及其工作环境之间相互作用的学科。其目的是通过使机器规格(或操作者工作场所的各个方面)与操作者的能力相匹配, 从而最大限度地达到安全、有效和舒适。国际人类工效学学会给人类工效学下的定义为: /研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素, 研究人和机器及环境的相互作用; 研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。我国
12、在中国企业管理百科全书中定义为: /研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合, 使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点, 达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。通俗说就是研究人、机器、环境三者之间的关系, 要求实现以用户为中心的设计(UCD ), 即/为人类使用而设计, 达到提高工效的目的。2.1工效学概述2.1.1工效学的研究内容工效学研究内容主要包括以下几个方面。(1)研究人的生理与心理特性。人的生理、心理特性和能力限度是人-机-系 统环境系统优化的基础。(2)研究人机系统总体设计。人机系统的效能取决于它的总体设计。(3)研究人机界面设计。在人机系统中个,人与机像话作用的过
13、程,就是利用人机界面上的显示器和控制器,实现人与机的信息交换的过程。(4)研究工作场所设计和改善。工作场所设计的合理性,对人的工作效率有直接影响。(5)研究工作环境极其改善。任何人机系统都处于一定的环境之中,因此人机系统的功能不能不受环境因素影响,人与机相比,受影响的程度更大。(6)研究作业方法及其改善。作业是人机系统的主要表现形式,也是人机系统的工作过程,只有通过作业才能产生系统的成果。(7)研究系统的安全性和可靠性。研究人为失误的特征和规律,人的可靠性和安全性,改进人-机-环境系统,通过主管和客观 因素的相互补充和协调克服不安全因素,搞好系统安全管理工作。(8)研究组织与管理效率。人-机-
14、环境系统的研究应与组织、管理、文化和社会相适应。2.1.2工效学研究方法和步骤研究方法在科学发展中具有重要的作用,只有掌握科学的研究方法才会使研究工作取得预期的结果。唯物辩证法是所有科学研究的方法理论基础。工效学要以此方法为指导,才能制定技术路线,因此在工效学研究中要特别注意客观性和系统性。1)客观性原则在研究工作中坚持严肃认真、实事求是的科学态度,要根据客观事物的本来面目去反映其固有规律。2)系统性原则人机环境是一个动态开放系统,不仅各子系统之间存在着物质、能量、信息的交换,而且作为一个整体还处于社会系统的影响之下。(1)工效学的主要研究方法1)调查法 调查法是获取研究对象资料的一种基本方法
15、。它具体包括访谈法、考察法和问卷法。2)观测法 观测法是研究者通过观察、测定和记录自然情景下发生的现象来认识研究对象的一种方法。3)实验法 实验法是在人为控制的条件下,排出无关因素的影响,系统的改变一定变量的因素,以引起研究对象相应变化来进行因果推论和变化预测的一种研究方法。必须具备一定的信度和效度。4)心理测量法 心理测量法(感觉评价法)是运用人的主观感觉对系统的质量、性质等进行评价和判定的一种方法,即是人对事物客观量作出主观感官评价。5)心理测验法 心理测验法是以心理学中有关个体差异理论为基础,将操作者个体在某种心理测验中的成绩与常模比较,用以分析被试心理素质特点。6)图示模型法(常用)
16、图示模型法是采用图形对系统进行描述直观地反映各要素之间的关系,从而揭示系统本质的一种方法。这种方法多用于机具、作业与环境的设计和改进,特别适合分析人机之间的关系。应用较多的是三要素图示模型。 图2-1a为三要素图示模型,图2-1b为驾驶员-汽车图示模型示例。 图2-1 三要素图示模型工效学研究步骤1)环境的研究步骤:确定目的,明确研究环境的重点因素;通过实验和理论研究分析环境因素对人的影响;提出多种方案;对方案进行设计、改进和评价,并不断进行完善。2)组织与管理研究步骤:找问题,确定目的;明确各要素的功能;提出方案,分析、评价、选优;系统设计和改进;实施、总结和完善。3)作业的研究步骤:确定作
17、业目的和实现该目的功能;确定作业中人员和机具的功能分配;对作业模型进行分析;对作业人员的特性进行计测、数据处理和分析,对作业特性进行实验研究;提出各种方案,进行研究和评价,确定最佳方案;对作业进行设计、改进和评价,不断完善。 2.2 工效学的应用简介2.2.1人的特性(1)人的生理、心理特性1.生理需求导致的行为 所谓生理层次就是指对人的生理需求和生理舒适度的关注。马斯洛在他所列的人类五种需要中,指出:“生理需求是最强烈的需要,如果这些需要的大部分没有得到满足,它们就会抵消其他的需要。”生理需求可以通过一般的建筑空间设计方法来解决。由于地下空间特殊生理环境,如天然光线不足、空气质量较低、湿度大
18、等缺点,其环境条件对人的生理舒适度有较大的影响。所以对在下空间的设计中,保证良好的舒适度,对于满足人们最根本的需要,提高地下空间环境质量起到非常重要的作用。2.心理需求导致的行为 如果说满足人的生理需求是人性化设计必须做到的初级层次,那么关注人行为和心理需求便是人性化设计应该做到的中级层次。地下空间环境设计应体现对人的行为心理和行为习性的关注,对人的环境认知和环境体验规律的考虑。 a.人的感知度 作为一个空间概念,地下空间同样也包括环境、功能、意象、内涵四大要素,并可为人所用、所认知、所感受的。人类对事物的认识都是通过五大感宫形成的,视觉、听觉、嗅觉、触觉与味觉。其中尤以视觉最为重要,其摄取的
19、信息占五官摄取信息总量的 90以上。也正是人类的感官作用才有了尺度与形象的概念,从这个意义上来讲,所谓人性的标识系统就应有以下的特征:人的感官能够接受认同的尺度,人的感官能够识别的形体,人的感官能够对其做出反应与判断的系统。由此可见,标识系统对于地下空间的人性化设计而言其重要性也就可想而知了。b.空间的可识别性识别环境是人的本能,易于识别则是人对环境的基本要求。当人在地下空间环境时,需要根据自身的定位,来理解其所处环境的方位、模式和组织,从而获得心理上的安全感和稳定感。而地下空间的封闭性、自然光线的不足等原因,往往使人难以定位,进而引起人们的紧张、焦虑和恐惧心理。对于地下空间环境的可识别性设计
20、,则要从人的心理需求和形象间的约定关系的角度出发,要求消除杂乱无章的、缺乏秩序而难以把握的环境意象,要求赋予空间以个性和确定性,强调空间的形式特征,从而引起人们的注意。3.人体测量数据人体测量是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别,用以研究人的形态特征,从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。人因工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类,即人体构造尺寸和功能尺寸的测量数据。人体构造尺寸是指静态尺寸;人体功能上的尺寸是指动态尺寸,包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸。 国标GBl0000-88给出身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共6项人体
21、主要尺寸数据,表2-1为我国成年人人体主要尺寸。 表2-1我国成年人人体主要尺寸男(1860岁)女(1855岁)百分位数5509555095身高158316781775148415701659体重485975425266上臂长289313338262284302前臂长216237258193213234大腿长428465505402438476小腿长338369403313344375下图为作业时人的操作范围 图2-2 平面作业范围(2)人的各种感觉通道的反应时 不同的感觉通道受刺激时的反应时明显不同。各种感觉通道简单的反应时如表所示2-2所示。在所有通道里,触觉和听觉反应时最短,其次是视觉。
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