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摘要：本文通过分析控制室的主要功能，结合人体尺寸，讨论控制室设计和主要人机接口设备的布置，给出了一个简单的控制室设计方案，并据此分析操作员最佳的视野和操作范围，在控制室人机接口设备布置和设计时可作参考。
关键词：控制室；布局与设计；人机工程；人体尺寸；人机接口设备
【分类号】：TB18
1.控制室的功能
早先的工业控制中人参与较多，由人实时控制机器或生产过程，并通过电子指示器等设备接收被操作对象的反馈信息。随着工业自动化水平的提高和控制对象的复杂化，大量的工作由计算机、数字化的操作控制设备、感应设备等完成，人从繁琐的劳动中解放出来，成为离线监管和规划者，在控制室中就可以对分布在不同区域的生产过程进行监管、控制和指挥。
目前，控制室在众多领域都有应用，如工业生产调度、交通管理、消防控制、安防保卫等，已经成为各个系统运行的控制中心，可以实时监视、监督、管理和控制生产过程和系统运行。控制室的基本功能是对生产过程进行监视和控制，从功能角度可将控制室划分为操作区、显示区和辅助功能区。操作区和显示区布置的主要人机接口设备包括控制台、大屏幕显示屏、屏幕显示器、控制器（如图1所示）。辅助功能区包括设备布置区、休息区等，与操作员正常执行工作时的接口关系较小，本文不予讨论。
2.人机工程在控制室中的应用
社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快等等一系列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在产品设计中常提到的人性化设计，控制室设计也不例外，控制室作为现代监管控制领域中的核心环节，在设计过程中应考虑使控制室的机（包括硬件和软件）和环境适合人的生理、心理特点以及人的能力及其限度，从而使人员充分发挥能动性和技术能力，实现控制室人、机、环境协调和整体优化，保证系统运行安全、高效。
本文依据控制室设计的相关标准，以人采用坐姿操作，结合人体尺寸，给出一个简单的控制室中主要人机接口设备布置的方案，并分析操作员最佳的视野和操作范围。控制室各人机接口设备布置时，人体尺寸采用《中国成年人人体尺寸》（GB/T 10000—1988）标准中的相关数据。
3. 控制室布局与设计
操作员在控制室中的主要工作任务有：监视显示器；操纵控制台上的控制器；记录显示在屏上的数据等。
3.1设备布置的设计原则
首先，分析控制室的主要功能，是监视、操作还是其他，并根据设备使用的频繁性、次序性和重要程度进行排序，设备布置应满足使用功能要求；
其次，控制室设备能满足人员工作舒适性要求，符合实际的经济技术条件；
最后，应考虑系统功能的可扩展性以及设备、人员的安全性。
3.2人机接口设备的布置
3.2.1操作区
（1）控制台在控制室中的布置
控制台布置时，应避免使操作员的座位背向或朝向主要出入口；控制台前面距墙的净距离宜为3.5～5m，控制台后面距墙的净距离宜为1.5～2m，控制台侧面离墙净距离宜为2～2.5m（如图2所示）。
（2）控制器的布置
控制器布置时，应将使用频次最高、最重要的设备布置在靠近操作者的位置，使用频次低、重要性低的则依次向边缘布置；同时，应考虑系统的安全性和效率，根据系统逻辑对控制器进行排列布置，操作关联性大的设备不宜离太远。
（3）控制台主要尺寸及最佳操作视野范围
操作员采用坐姿，对计算机及控制台上的控制器进行操作，坐姿人体主要尺寸（小腿加足高、坐姿肩高和坐姿眼高）采用第50百分位數男子人体模板确定，操作时的人体尺寸（臂长、肩宽）采用第5百分位数男子人体模板确定。符合人的因素的控制台主要尺寸及人的坐姿垂直操作范围、视野范围如图3所示，人的坐姿水平操作范围如图4所示。
3.2.2显示区
显示区主要包括控制室中的大屏幕显示墙和控制台上的屏幕显示器，通过操作员对计算机或控制器的控制，在显示器上显示相应的图像、文字和灯光信息。大屏幕显示屏集多种信息于一体，提供高清晰度、大画面的显示。
（1）文字、灯光显示
音响信号：一般人的听力频率范围为200～5000Hz，最佳频率范围为500～3000Hz，音响强度为60～90dB，最大环境噪声不超过45dB，音响强度对环境噪声的最小差值10dB； 应急信号的音响强度90～100dB。
文字显示方式、文字高度、读值标注方法、色彩搭配、位置布置和顺序等都与人的视觉特性有很大关系，本文对这部分不作讨论。
（2）显示设备在控制室中的布置及最佳观察视野
现在控制室的座椅多为可调高度，因此监视时的人体尺寸采用第50百分位数男子人体模板确定。控制台与大屏幕的间距应考虑操作人员正常操作时的人体视觉范围、分辨率等有效视区的要求，便于监视现场情况。人的坐姿最佳垂直视野如图5所示，坐姿最佳水平视野如图4所示。
4. 综述
控制室布局与设计的人因工程涉及工程学、生物学、心理学和社会环境等众多因素，也有很多相应的标准，本文通过分析控制室的主要功能，结合人体尺寸，讨论控制室设计和主要人机接口设备的布置，给出了一个供参考的控制室设计方案，并分析了操作员最佳的视野和操作范围。在进行控制室设计时，应参照相关设计标准。
控制室作为工厂企业的心脏和枢纽，从功能和管理上满足集中监控、集中控制、集中管理的需求，从人性化设计方面满足操作人员对建筑及工作环境的高标准要求，从社会因素方面满足企业形象和实力的需求， 只有上述三方面达到完美的协调统一，才能使之名副其实的成为现代化的生产监控指挥控制中心。
参考文献
[1] （泰）艾文高，（泰）亨特著；徐维祥译.控制室设计与人机工程学手册：第2版[M] .北京：人民邮电出版社，2011：107.
[2] 控制中心人机工程设计导则 DL /T 575-1999
[3] 中国成年人人体尺寸GB/T 10000—1988
[4] 李铁民.中央控制室设计中的人机工程学分析与应用[J].科技创新导报，2011，No.21：104.
关键词：控制室；布局与设计；人机工程；人体尺寸；人机接口设备
【分类号】：TB18
1.控制室的功能
早先的工业控制中人参与较多，由人实时控制机器或生产过程，并通过电子指示器等设备接收被操作对象的反馈信息。随着工业自动化水平的提高和控制对象的复杂化，大量的工作由计算机、数字化的操作控制设备、感应设备等完成，人从繁琐的劳动中解放出来，成为离线监管和规划者，在控制室中就可以对分布在不同区域的生产过程进行监管、控制和指挥。
目前，控制室在众多领域都有应用，如工业生产调度、交通管理、消防控制、安防保卫等，已经成为各个系统运行的控制中心，可以实时监视、监督、管理和控制生产过程和系统运行。控制室的基本功能是对生产过程进行监视和控制，从功能角度可将控制室划分为操作区、显示区和辅助功能区。操作区和显示区布置的主要人机接口设备包括控制台、大屏幕显示屏、屏幕显示器、控制器（如图1所示）。辅助功能区包括设备布置区、休息区等，与操作员正常执行工作时的接口关系较小，本文不予讨论。
2.人机工程在控制室中的应用
社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快等等一系列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在产品设计中常提到的人性化设计，控制室设计也不例外，控制室作为现代监管控制领域中的核心环节，在设计过程中应考虑使控制室的机（包括硬件和软件）和环境适合人的生理、心理特点以及人的能力及其限度，从而使人员充分发挥能动性和技术能力，实现控制室人、机、环境协调和整体优化，保证系统运行安全、高效。
本文依据控制室设计的相关标准，以人采用坐姿操作，结合人体尺寸，给出一个简单的控制室中主要人机接口设备布置的方案，并分析操作员最佳的视野和操作范围。控制室各人机接口设备布置时，人体尺寸采用《中国成年人人体尺寸》（GB/T 10000—1988）标准中的相关数据。
3. 控制室布局与设计
操作员在控制室中的主要工作任务有：监视显示器；操纵控制台上的控制器；记录显示在屏上的数据等。
3.1设备布置的设计原则
首先，分析控制室的主要功能，是监视、操作还是其他，并根据设备使用的频繁性、次序性和重要程度进行排序，设备布置应满足使用功能要求；
其次，控制室设备能满足人员工作舒适性要求，符合实际的经济技术条件；
最后，应考虑系统功能的可扩展性以及设备、人员的安全性。
3.2人机接口设备的布置
3.2.1操作区
（1）控制台在控制室中的布置
控制台布置时，应避免使操作员的座位背向或朝向主要出入口；控制台前面距墙的净距离宜为3.5～5m，控制台后面距墙的净距离宜为1.5～2m，控制台侧面离墙净距离宜为2～2.5m（如图2所示）。
（2）控制器的布置
控制器布置时，应将使用频次最高、最重要的设备布置在靠近操作者的位置，使用频次低、重要性低的则依次向边缘布置；同时，应考虑系统的安全性和效率，根据系统逻辑对控制器进行排列布置，操作关联性大的设备不宜离太远。
（3）控制台主要尺寸及最佳操作视野范围
操作员采用坐姿，对计算机及控制台上的控制器进行操作，坐姿人体主要尺寸（小腿加足高、坐姿肩高和坐姿眼高）采用第50百分位數男子人体模板确定，操作时的人体尺寸（臂长、肩宽）采用第5百分位数男子人体模板确定。符合人的因素的控制台主要尺寸及人的坐姿垂直操作范围、视野范围如图3所示，人的坐姿水平操作范围如图4所示。
3.2.2显示区
显示区主要包括控制室中的大屏幕显示墙和控制台上的屏幕显示器，通过操作员对计算机或控制器的控制，在显示器上显示相应的图像、文字和灯光信息。大屏幕显示屏集多种信息于一体，提供高清晰度、大画面的显示。
（1）文字、灯光显示
音响信号：一般人的听力频率范围为200～5000Hz，最佳频率范围为500～3000Hz，音响强度为60～90dB，最大环境噪声不超过45dB，音响强度对环境噪声的最小差值10dB； 应急信号的音响强度90～100dB。
文字显示方式、文字高度、读值标注方法、色彩搭配、位置布置和顺序等都与人的视觉特性有很大关系，本文对这部分不作讨论。
（2）显示设备在控制室中的布置及最佳观察视野
现在控制室的座椅多为可调高度，因此监视时的人体尺寸采用第50百分位数男子人体模板确定。控制台与大屏幕的间距应考虑操作人员正常操作时的人体视觉范围、分辨率等有效视区的要求，便于监视现场情况。人的坐姿最佳垂直视野如图5所示，坐姿最佳水平视野如图4所示。
4. 综述
控制室布局与设计的人因工程涉及工程学、生物学、心理学和社会环境等众多因素，也有很多相应的标准，本文通过分析控制室的主要功能，结合人体尺寸，讨论控制室设计和主要人机接口设备的布置，给出了一个供参考的控制室设计方案，并分析了操作员最佳的视野和操作范围。在进行控制室设计时，应参照相关设计标准。
控制室作为工厂企业的心脏和枢纽，从功能和管理上满足集中监控、集中控制、集中管理的需求，从人性化设计方面满足操作人员对建筑及工作环境的高标准要求，从社会因素方面满足企业形象和实力的需求， 只有上述三方面达到完美的协调统一，才能使之名副其实的成为现代化的生产监控指挥控制中心。
参考文献
[1] （泰）艾文高，（泰）亨特著；徐维祥译.控制室设计与人机工程学手册：第2版[M] .北京：人民邮电出版社，2011：107.
[2] 控制中心人机工程设计导则 DL /T 575-1999
[3] 中国成年人人体尺寸GB/T 10000—1988
[4] 李铁民.中央控制室设计中的人机工程学分析与应用[J].科技创新导报，2011，No.21：104.