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第1章人机环境安全工程概论及其研究方法1

1.1系统科学的体系和系统学1

1.2人机环境系统与人机环境系统工程2

1.3人机工程学和人机环境安全工程3

1.4人机环境安全工程原理的主要研究内容及其研究方法4

习题5

第2章 人机环境系统中人的基本特性和模型7

2.1人的物理特征7

2.1.1人的几何特征7

2.1.2人体模板的构建18

2.1.3人的力学特征20

2.1.4人的其他物理学特征23

2.2人的生理特征26

2.2.1人的感觉与知觉特性26

2.2.2人的生理适应性29

2.2.3人的生理节律性30

2.3人的心理特征31

3.3.1人的心理过程31

2.3.2人的个性32

2.4人的作业能力与疲劳分析32

2.4.1作业时人体的调节与适应33

2.4.2作业能力的动态分析37

2.4.3作业疲劳及其测定方法38

2.5人的自然倾向以及人为差错41

2.5.1习惯与错觉41

2.5.2精神紧张与躲险动作42

2.5.3人为差错45

2.6人的热调节数学模型以及热应激与冷应激反应48

2.6.1人体热调节系统的控制框图49

2.6.2被控分系统数学模型——人体生物热方程51

2.6.3控制分系统数学模型——人体热调节的生理学模型53

2.6.4热应激时的人体生理反应56

2.6.5冷应激反应时人体的生理反应56

2.6.6高温对人体以及作业带来的影响58

2.6.7低温对人体以及作业带来的影响59

2.7人的热舒适模型及其评价指标59

2.7.1人体与周围环境的热交换以及热平衡方程59

2.7.2范格的热舒适方程65

2.7.3人的热感觉以及相关的评价指标69

2.8人的行为控制与决策模型76

2.8.1人的行为控制模型76

2.8.2人的决策模型83

2.9人的可靠性模型及其研究方法83

2.9.1基本可靠性指标以及常用的概率分布函数84

2.9.2连续作业时人的可靠性模型87

2.9.3不连续作业时人的可靠性模型88

2.9.4人的可靠性研究方法88

2.9.5人的可靠性的基本数据90

习题92

第3章 机的特性及其人机界面的安全设计95

3.1机的动力学特性分析95

3.1.1可操作性的三个特征95

3.1.2机的特性描述及其动力学特性分类96

3.1.3可操作性的比较98

3.2机的易维护性以及机的本质可靠性99

3.2.1易维护性的设计原则99

3.2.2基本维修性指标100

3.2.3有效性特征量103

3.2.4机的本质可靠性104

3.3视觉、听觉显示器及其设计106

3.3.1信息显示方式的类型及其功能107

3.3.2显示方式的选择方法与原则109

3.3.3显示器设计的基本原则109

3.3.4视觉显示器的设计110

3.3.5听觉显示器的设计111

3.3.6信号灯与符号标志的设计113

3.4控制器的设计114

3.4.1控制器的类型及其适用范围114

3.4.2控制器设计的人机工程学因素117

3.4.3手动与脚动控制器的设计120

3.5显示器与控制器之间的工效学设计122

3.5.1显示器和控制器的布局设计原则122

3.5.2视觉显示器的布置123

3.5.3控制器的布置124

3.5.4显示器与控制器的配合124

3.6安全防护装置的作用与设计原则125

3.6.1安全防护装置的作用与分类125

3.6.2安全防护装置的组成126

3.6.3安全防护装置的设计原则126

3.6.4典型安全防护装置的设计127

3.7人机系统的功能匹配127

3.7.1人机功能关系128

3.7.2人机系统设计的基本要求和要点134

习题137

第4章 环境的特性及作业空间环境的设计140

4.1环境的分类以及环境的基本特性140

4.1.1环境的分类及其一般特性140

4.1.2地球大气层环境的基本特性141

4.1.3力学环境的基本特性142

4.1.4声学环境的基本特性146

4.2作业空间设计及其分析147

4.2.1行动空间147

4.2.2心理空间148

4.2.3活动空间149

4.2.4作业空间分析149

4.3工作座椅的静态舒适性设计151

4.3.1舒适坐姿的生理特征151

4.3.2工作座椅设计的主要准则与基本要求153

4.4照明153

4.4.1照度标准与照明设计153

4.4.2环境照明对工效的影响155

4.5噪声与振动156

4.5.1噪声的危害以及噪声控制措施156

4.5.2振动160

4.6微气候环境162

4.6.1高温作业环境及其改善措施162

4.6.2低温作业环境及其改善措施163

4.7职业危害以及职业安全164

4.7.1有毒环境的卫生标准164

4.7.2瓦斯及其防治168

4.7.3矿尘的危害及其防治170

4.8航空航天作业中的辐射及其防护171

4.8.1宇宙辐射的生物效应171

4.8.2宇宙辐射的防护176

4.9环境生态系统健康的概念及其主要研究内容178

4.9.1生态系统健康概念的提出以及3次重要的国际会议178

4.9.2生态系统健康概念的内涵178

4.9.3生态系统健康学的重要研究内容179

习题179

第5章人因失误以及人因事故的分析方法181

5.1人因失误事故模型181

5.1.1人因失误的定义及分类181

5.1.2人因事故的基本特性183

5.1.3事故因果理论183

5.1.4能量意外转移理论186

5.1.5轨迹交叉理论187

5.1.6基于人体信息处理的人因失误事故模型188

5.1.7事故的统计规律与预防原则189

5.2复杂人机系统中操作人员失误的分析190

5.2.1 HRA的三种行为类型以及复杂人机系统中操作人员的认知行为模型190

5.2.2诱发人因事故的主要因素194

5.2.3人因失误的结构模型196

5.2.4人因事故根原因分析方法196

5.3人可靠性分析方法的选择及其比较标准199

5.3.1 HRA方法的选择199

5.3.2 HRA方法的比较标准201

5.4人因事故的预防202

5.4.1人的能力及状态202

5.4.2人因失误的预防202

习题204

第6章 人机环境系统模型的构建及其系统评价方法205

6.1构建人机环境模型的3个理论及总体性能4项评价指标205

6.1.1控制论与模型论205

6.1.2优化论以及Nash-Pareto优化策略207

6.1.3总体性能的4项评价指标210

6.1.4总体性能各指标的评价210

6.2系统建模与辨识方法212

6.2.1系统建模的要求与原则212

6.2.2描述系统模型的几类数学方法213

6.3层次分析评价法（AHP）214

6.3.1建立层次结构模型214

6.3.2构造判断矩阵215

6.3.3层次单排序及其一致性检验216

6.3.4层次总排序及其一致性检验217

6.3.5层次分析法的计算过程218

6.4系统的模糊分析评价法223

6.4.1模糊关系及其运算223

6.4.2模糊综合评判225

6.5故障树分析法229

6.5.1故障树分析的内容与作用230

6.5.2故障树的建造与规范化230

6.5.3故障树的定性分析235

6.5.4故障树的定量分析236

6.6人机系统的可靠性分析与计算方法237

6.6.1人机系统可靠性分析的简易模型237

6.6.2事件树分析法242

6.6.3事件树分析法与故障树分析法的综合应用246

6.7环境生态安全评价模型以及生态预报的概述249

6.7.1 PSR模型249

6.7.2指标体系的建立和评价指标函数的构建250

6.7.3生态安全指数的判断标准以及模型评价结果的分析252

6.7.4生态预报的内涵254

6.7.5近期生态预报研究的重要领域255

6.8清洁生产的评价等级及其评价方法256

习题256

第7章人机环境系统性能的预测259

7.1人机环境系统性能预测的智能算法259

7.1.1小波神经网络的训练学习过程260

7.1.2模糊神经网络的训练学习过程261

7.1.3两个典型算例262

7.2灰色系统性能的预测266

7.2.1灰色系统建模与预测266

7.2.2 GM（1，N）模型267

7.2.3典型算例——模型建立及关联度计算269

7.2.4灰色系统的预测274

习题276

第8章人机环境安全工程的新发展278

8.1数字化人机环境安全工程278

8.1.1数字化人的体态模型278

8.1.2人机环境系统的建模与分析279

8.1.3人机环境系统工程的评价系统279

8.2信息化人机环境安全工程279

8.2.1协同工作中的人与人间的交互280

8.2.2基于信息交互的界面设计280

8.3虚拟场景下人机环境安全工程281

8.3.1虚拟场景下人机工程的设计以及工效学的评价282

8.3.2人机工程学模型系统的研制与应用283

8.4智能化人机环境安全工程283

8.4.1人的智能模型283

8.4.2人机智能结合的必要条件284

8.4.3人机交互作用以及计算机的智能结构285

8.5新形势下人机界面技术的新发展286

8.6清洁生产、循环经济以及健康环境生态系统的构建288

8.6.1清洁生产与循环经济288

8.6.2循环经济的7大基础原则以及“3R”原则的优先顺序291

8.6.3可持续发展评价的指标体系概述292

8.6.4干扰与受损的生态系统以及生态恢复293

习题295

参考文献297