安全人机工程学实验指导书课件.docx

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1、安全人机工程学实 验 指 导 书湖南工学院2009 年 3 月目录实验一视觉、听觉刺激反应实验（声光反应时测定）实验二实验三注意分配实验 动作稳定性实验序言安全人机工程学是利用人机工程学的原理和方法解决人机结合面的安全问题的一门学 科，它既是安全工程学的一个分支，也是人机工程学的一个分支。人机工程学是从优化人机系统出发，研究人的特性及其应用的科学，它的科学方法已经成为研究安全工程理论的一种基础方法。实验与调查是研究、评价发展人机学的基本形式，其中实验系统是基础物质条件， 实验对象是人，实验方法和方案是核心，是否严格、认真实验计划往往是实验成败的关键。本基础实验，围绕部分典型安全人机工程学课题，

2、介绍了有关的实验设备，突出指导性 的说明。根据实验目的、实验条件，由实验组（学生）拟定实施细则，进行主试和被试的分 工，协同完成课题实验。然后，各自对数据进行处理，阅读参考文献，写出报告。这些过程， 突出一个工程训练，强调建立在科学实验基础上的启发思维和具体系统方案，意在培养安全 工程专业学生能够应用安全人机工程的理论、思想、方法去寻找问题、分析问题、解决问题， 使之逐步形成职业习惯，同时要求熟悉实验数据处理技术，学会实验报告的书写，培养良好 的工作作风。本实验指导书所含实验，实验次序不受书中实验编号的约束，为做好实验，每位参加实验的同学必须认真遵守下面的要求执行。二、实验报告要求应培养实验一

3、结束后，就立即整理数据，着手拟写实验报告的习惯，实验报告必须在规定的日期内完成。而且，应尽可能地查阅较多的参考文献，结合自己的考察及组内的记录来完成。实验报告应满足下列要求：1、封面（1） 实验名称（2） 班级、姓名、同组实验者姓名（3） 实验开始时间、实验结束时间（4） 除绘图外，一律用钢笔或圆珠笔书写，字迹工整、清楚2、内容（1） 实验目的：以指导书上所述为基础，通过自己的思考写出；（2） 使用仪器：写明所使用的仪器名称、制造厂家、生产年月等；（3） 实验方法：按实验指导书上的程序或自拟的实验计划进行的实验注明，并注明变动的理由与体会；（4） 实验结果：实验中得到的数据，填入表格中，并注意

4、有效数字；（5） 处理结果：实验所得数据一般都有误差，为了找出事物的规律，须对数据作处理。实验一视觉、听觉刺激反应实验（声光反应时测定）一、实验目的通过光对人眼的刺激，测试人的视觉通道受光刺激的反应快慢；通过声音对耳的刺激， 测定听觉通道受声音刺激的反应快慢。在安全人机工程学中，反应时间参数可用于人机系统的设计，缩短反应时间，提高效率，避免失误。二、概述反应时间，又称反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间距，是人体完整的反应过程所需的时间，它从刺激使感官感受，经神经系统传输、加工和处理，传给肌肉而作用于外界， 这些过程都需要进间，其总和就是反应时间，简称“反应时”。反应时等于知觉时加上动作时。听

5、觉和知觉时一般为0.115-0.185S；视觉时一般为0.188-0.206S。各运动器官的动作时也不同：左手 0.144S、右手 0.147S、右脚 0.174S、左脚 0.179S， 手的反应比脚的反应快。经过一定练习后，光的简单反应时一般为 0.2-0.25S，再后可能会降至 0.2S 以下，但无论如何练习不能减至 0.15S 以下。一般期待反应时比简单反应时要长 2-3 倍。选择时要比简单反应长 0.0201-0.2S。影响反应时间的因素众多，主要有：适应水平、准备状态、练习数、动机、年龄因素和个体差异、酒精和药物作用等。三、实验仪器简介：该实验采用BD-II-501A 型声光反应测定

6、仪。1、最小反应时间：0.01 秒；2、最大反应时间：99.99 秒；3、最大累计反应时间：显示 99 次，计算 655.35 秒；4、最大反应次数：显示 99，计算 255 次；5、最大存储实验数据：声 16 次，光 16 次；6、具有实验数据平均及打印输出功能；7、最大平均反应时间：9.99 秒；8、配用耳机型号为：立体声耳机(EL-1)；9、配有手反应键声、光各 1 个；10、电源：交流 220 伏；本仪器的功能指示由前后两个板组成（如图1 所示）。前面板为主控制面板，后面板为被试观察面板。秒次秒喇叭耳机反应时平均反应时电源打 印打印光声复位FUSE耳机光刺激光键声键电源插头图 1BD-

7、II-501A 型声光反应测定仪面板示意四、实验步骤（一）准备1、主试将两个反应键分别插入后面板上的“声”和“光”插座之中，令被试左右手各持一个按键，并记住哪一只手持的是什么键。2、若使用耳机，主试将耳机插头插入仪器的“耳机”插座之中，令被试戴上耳机，主试将前面板的左侧开关拨至“耳机”端；若不用耳机，可以不插，主试将前面板的左侧开关拨至“喇叭”端。3、若选用打印机，主试将打印机联线接到仪器前面板“打印”接口上。4、主试接通电源。5、主试打开电源开关，提示被试准备实验。（二）人工呈现1、若主试按下前面板“声”键并松开，经过2 秒钟预备后，仪器发出强有力的短促的声音。同时记时器开始走时，反应次数显

8、示加“ 1”。当被试听到声响之后。选择“声”反应键的手作出反应，即按下“声”反应错误，记时停止走时，此进前面板上显示出该次的时间。若按下“光”反应键，反应错误，记时器继续走时，同进发出错误警告声，可听到一个较弱的长音，被试听到警告声，说明自己反应有错，立即改为按下“声”反应键，此进记进器停止走时，计一次错误次数。2、若主试按下前面板“光”键松开，经过2 秒钟预备后，仪器后面板中央红色发光管发出光信号，同进记时器开始走时，反应次数显示加“ 1”。被试按下“光”反应键，显示出该次的反应时间。若反应后，发出错误警告声，应立即改正，计一次错误次数。3、经过一次声或光反应后，如果没有再按前面板的“声”或

9、“光”键，实验会在同一个刺激下继续进行。主试如要改变刺激的类型，在 2 秒钟的预备时间内，主试必须再按下前面板的“声”或“光”键。4、如果说要求实验结束，在2 秒钟的预备时间内，按下前面板“打印”键，则实验结束。显示出光与声加和的累计反应时间、总实验次数、平均反应时。若选用打印机则进行打印输 出，打印出实验数据。按下前面板“光”键，显示自动恢复光与声的加和值。同样按下前面 板“声”键，显示声的相应数据，松开“声”键，显示恢复光与声加和值。（三）随机呈现1、若开始时主试同时按下前面板“声”与“光”键，则测试进入呈现刺激状态。“声” 或“光”的刺激完全自动随机呈现出来，主试不必再按“声”与“光”键

10、。被试根据呈现刺激内容，按照人工呈现第 1 或第 2 步进行“声”或“光”的反应时测定。每次刺激呈现开始前有 2 秒的预备时间。2、在预备期间，按下前面板“打印”键则实验结束，可以进行打印输出显示出累计反应时间与平均反应时。方法同人工呈现的第4 步。（四）复位每次实验如需要重新开始，则主试按前面板“复位”健，显示窗全部消零，回到开始状态。（五）打印格式由于最大储存实验数据，声、光各 16 次，因此如实验次数超过 16 次，则超出部分覆盖掉开始部分，即只能打印出最后16 次值，但累计反应时间与平均反应时等仍为实际的全部次数值。如没有进行声或光的其中一项则不打印声光加和的实验数据。五、实验数据表格

11、刺激时 间（S）光声次数12345678910总的反应时间平均反应时间错 误 次 数说明影响反应时的因素。实验二注意分配实验一、实验目的注意分配实验可测量被试者注意分配值的大小，通过测试可了解人同时进行两项工作的能力。二、实验仪器简介采用 ZYFP-II 型注意分配实验仪.本实验仪器由单片机及有关控制电路、主试面板、被试面板等部分组成。主试面板设有功能选择拨码开关，三位数码显示器，音量调节旋钮等；被试面板设有低音、中音、高音三个反应键，八个发光二极管和与其对应的八个光反应键。电源电压：220V 10%，50HZ，9W。主式面板：（1）电源线插头接220V 电源（2） 电源保险管座内装 0.5A

12、 或 1A 保险管（3） 电源开关（上开/下关）（4） 电源指示灯（红色）（5） 工作指示灯（绿色）（6） 启动键由主试启动仪器工作时用（7） 复位键开机或换新被试时用，一组实验没完成时不得按此键。（8） 三位数码显示器显示状态由拨码开关D 值决定。（9） 音量控制旋钮实验前由主试调整合适音量。（10） 三位拨码开关T，W，D供主试选择时间，实验方式，显示方式。被试操作面板：（1） 低音操作键听到低音按下此键。（2） 中音操作键听到中音按下此键。（3） 高音操作键听到高音按下此键。（4） 光信号灯红灯亮为有关刺激。（5） 光信号操作键依据红灯亮位置按下对应操作键。（6） 工作指示灯绿色。 灯不

13、亮开机复位状态灯亮开始工作灯闪烁为规定时间内完成一项操作灯灭表示一组实验完（7） 启动键三、实验步骤（一）功能：声音刺激分高音、中音、低音三种，要求被试对仪器连续或随机发出不同声音刺激作出判断和反应，用左手按下不同音调相应的按键，按此方法反复地操作一个单位时间，由仪器记录下正确的反应次数。光刺激由八个发光二极管形成环状分布，要求被试对仪器连续或随机发出的不同位置的光刺激作出判断和反应，然后用右手按下发光二极管相对应位置的按键，连续发光二级管灭掉，依此方法快速反复操作一个单位时间，由仪器记录下正确的反应次数。以上两种刺激可分别出现，也可同时出现，用功能选择拨码开关选测试状态。“T”设置测试时间：

14、T=0：不限测试时间，255 分钟为循环计时周期T=17：17 表示 17 分钟七档规定工作时间“W”选择工作方式：W=6 为检测方式，此方试可试音、试光，既检查仪器好坏，也可让被试熟悉低、中、高三种声调W=1 为低、中、高三声反应方式W=3 为光反应方式W=5 为三声+光反应方式W=2 为中、高二声反应方式W=4 为二声+光反应方式测定注意分配值“Q”的实验分两组：一组：W=1W=3W=5二组：W=2W=3W=4不允许组间混合，当一组实验结束，仪器自动计算注意分配值（Q） “D”选择显示方式：D=0计时显示D=1显示三声正确反应次数D=1显示二声正确反应次数D=3 显示光正确反应次数，低位小

15、数点亮与声反应次数加以区别D=4 交替显示二声+光正确反应次数，低位无小数点亮为声反应次数，有小数点亮为光反应次数D=5 交替显示三声+光正确反应次数D=6 显示注意分配值：当Q=0.001.00，均为注意分配值，当Q=X.XX，只有高位小数点亮，说明一组实验没有做够，不足以计算Q 值；当Q=1.11，应重新测试(说明被试者对仪器不够熟悉或操作不当)D=7 仪器按顺序反复显示 D0D6 的数据，先显示序号，每一个序号后面显示的是数据内容D=8 显示方式与D=7 相同，但序号 15 所显示的数据为错误反应次数。(二) 实验方法1 插好220 电源插头，开“电源”开关，电源指示灯亮2 检测：（试音

16、，试光）主试设工作方式W=6，按复位键后，让被试者分别按压三个声音按键，细心辨别三种音调并记牢：分别按压 8 个光按键，对应发光二级管亮：按启动键，操作指示灯亮，则表示仪器正常，方可进行测试实验。3 注意分配实验过程：以 T=2 W=1 D=1；T=1 W=3 D=3 ；T=1 W=5 D=5 这一组为例进行实验： 主试用拨码开关设置T=1，W=1，D=1，按复位键，仪器为初始状态，被试者按启动键，工作指示灯亮，测试开始，被试用左手无明指、食指和中指分别对高、中、低三音尽快正确反应。当工作指示灯闪烁，无声音，表示规定时间到，说明第一种操作完成，接下来做第二种操作。主试用拨码开关设置 T=1（不

17、动），W=3，D=3，被试按启动键，工作指示灯亮，测试开始，被试用右手食指尽快按压与所亮发光二极管相对应的按键，无发光二极管亮，且工作指示灯闪烁，表示测试时间到，接着做第三种操作。主试用拨码开关设置 T=1（不动），W=5，D=5，被试按启动键，工作指示灯亮，测试开始。被试应用左、右手分别对声光两种刺激尽快作出反应。声光全无，工作指示灯灭表示测试时间到，一组实验结束。4、记录被试测成绩。主试可将拨码开关分别拨到D=6，7，8 三个位置，记录注意分配值Q，各种操作的正确反应次数，错误反应次数，分析比较决定被试是否需要重新测试。5、对新被试测试时，主试应按下复位键，重复上述实验过程。四、实验数据及

18、分析刺 激声光次正确反应次数错误反应次数正确反应次数错误反应次数1 数据记录项数目T=1W=1（D=1）T=1W=3（D=3）T=1W=5（D=5）2、记录注意分配值（Q）3、Q 判定：Q0.5没有注意分配值0.5Q1.0有注意分配值Q=1.0注意分配值最大Q1.0 注意分配值无效实验三动作稳定性实验一、实验目的：动作稳定性是多项动作技能的重要指标。对动作稳定性的测定和训练，是许多工种特别是特殊工种的任务。本实验能测量简单动作的稳定性及手和手臂的协调性，并能检验情感对动作稳定性的影响。二、实验仪器简介：本系统包括二部分，EP704A 型凹槽平衡实验仪（图 6）和EP704 型九孔实验仪（图 7

19、），配 EP001 型计时计数器。EP704A 型凹槽平衡实验仪结构图如下：图 6EP704A 型凹槽平衡实验仪的结构三、实验方法图 7EP704 型九孔实验仪的结构1、凹槽平衡实验仪使用方法：（1） 将连接插头插入计时计数器，将试棒的插头插入仪器的输入插口，打开计时计数器的电源开关，计时计数器显示 000.00。（2） 被试拿试棒，接触一下仪器的启动点，计时计数器开始计时，试棒在凹槽从宽口处向窄口处移动，试棒不能离开镜面，如试棒碰到凹槽的边，计时计数器就计出错一次，当试棒 移出凹槽的窄口碰到终点后，计时计数器停止工作，蜂鸣器鸣响，实验结束，按动计时计数 器上的N/T 按钮，获得实验的时间和出

20、错次数。2、 九孔实验仪使用方法：（1） 将连接插头插入计时计数器，将试棒的插头插入仪器的输入插口，打开计时计数器的电源开关，计时计数器显示 000.00。（2） 被试拿黑色试棒，碰一下除最小孔以外的孔底（一般最大的孔），计时计数器计数开始，从大孔到小孔依次往下做，每次试棒深入时，必须碰到底部，碰底指示灯亮。计时计数器出错一次，同时蜂鸣器鸣响，碰壁指示灯亮。当做到小孔时碰到孔底计数停止，结束指示灯点亮，同时蜂鸣器鸣响，实验结束，按动计时计数器上的 N/T 按钮，获得实验的时间和出错次数。四、实验数据及分析1、 数据记录项次12345左 手时间右 手左 手出错次数右 手（1） 凹槽平衡实验（2） 九孔实验：项次12345左手时间右手左手出错次数右手2、比较左、右手的动作稳定性，通过训练动作稳定性是否提高。