內(nèi)容摘要在中級注安考試的備考之路上，掌握人機系統(tǒng)和人機作業(yè)環(huán)境的知識是考生們必須面對的重要課題。人機系統(tǒng)是指人與機器在特定環(huán)境中協(xié)同工作的復合系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的高效與安全運作依賴于對人機作業(yè)環(huán)境的深入理解和合理設(shè)計。中科建安針對這一塊知識，提供了全面系統(tǒng)的講解，旨在幫助考生深刻理解人機系統(tǒng)中人的生理和心理特點，機器的操作特性，以及環(huán)境對人和機器作業(yè)的影響。我們希望，通過這些精準且深入的解析，能夠幫助考生們在備考過程中形成完整的知識結(jié)構(gòu)，為實際工作中的應用打下堅實的基礎(chǔ)。
考點 3：人機系統(tǒng)和人機作業(yè)環(huán)境(考頻 5 次)
(一)人機系統(tǒng)
1.人機系統(tǒng)的類型
人機系統(tǒng)按系統(tǒng)的自動化程度可分為人工操作系統(tǒng)、半自動化系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)三種。
在人工操作系統(tǒng)、半自動化系統(tǒng)中，人機共體，或機為主體，系統(tǒng)的動力源由機器提供，人在系統(tǒng)中主要充當生產(chǎn)過程的操作者與控制者，即控制器主要由人來進行操作。在控制系統(tǒng)中設(shè)置監(jiān)控裝置，如果人操作失誤，機器會拒絕執(zhí)行或提出警告，是現(xiàn)代生產(chǎn)中應用較多的人機系統(tǒng)類型。其系統(tǒng)的安全性主要取決于人機功能分配的合理性、機器的本質(zhì)安全性及人為失誤狀況。
在自動化系統(tǒng)中，則以機為主體，機器的正常運轉(zhuǎn)完全依賴于閉環(huán)系統(tǒng)的機器自身的控制，人只是一個監(jiān)視者和管理者，監(jiān)視自動化機器的工作。只有在自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)差錯時，人才進行干預，采取相應的措施。該系統(tǒng)的安全性主要取決于機器的本質(zhì)安全性、機器的冗余系統(tǒng)是否失靈以及人處于低負荷時的應急反應變差等情形。
2.人機系統(tǒng)的可靠度計算
人機系統(tǒng)組成的串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度可表達為：
Rs=RH?RM
式中
Rs——人機系統(tǒng)可靠度;
RH——人的操作可靠度;
RM——機器設(shè)備可靠度。
1.兩人監(jiān)控人機系統(tǒng)的可靠度
當系統(tǒng)由兩人監(jiān)控時。一旦發(fā)生異常情況應立即切斷電源。該系統(tǒng)有以下兩種控制情形。
(1)正常狀況時，相當于兩人串聯(lián)，可靠度比一人控制的系統(tǒng)減小了，即產(chǎn)生誤操作的概率增大了，操作者不切斷電源的可靠度為 RH(不產(chǎn)生誤動作的概率)：
RH=R1?R2
(2)異常狀況時，相當于兩人并聯(lián)，可靠度比一人控制的系統(tǒng)增大了，這時操作者切斷電源的可靠度為 RH(正確操作的概率)∶
RH=[1- (1-R1)(1-R2)]
所以異常狀況下人機系統(tǒng)可靠度為：
Rs=[1- (1-R1)(1-R2)]?RM
式中
RS——人機系統(tǒng)可靠度;
RH——人的操作可靠度;
RM——機器設(shè)備可靠度;
R1——甲的可靠度;
R2——乙的可靠度。
(二)人機作業(yè)環(huán)境
1.照明環(huán)境
照明條件與作業(yè)疲勞有一定的聯(lián)系。適當?shù)恼彰鳁l件能提高近視力和遠視力。因為在亮光下，瞳孔縮小，視網(wǎng)膜上成像更為清晰，視物清楚。當照明不良時，因反復努力辨認，易使視覺發(fā)生疲勞，工作難以持久。視覺疲勞可通過閃光融合頻率和反應時間等方法進行測定。
不良照明條件可能導致不良后果。據(jù)統(tǒng)計，事故的數(shù)量與工作環(huán)境的照明條件有一定程度的關(guān)系;事故產(chǎn)生的原因雖然是多方面的，但照度不足有時是重要的影響因素。
照明不良的另一極端情況是對象目標與背景亮度的對比過大，或者物體周圍背景發(fā)出刺目耀眼的光線，這被稱為眩光。眩光條件下，人們會因瞳孔縮小而影響視網(wǎng)膜的視物，導致視物模糊。眩光在眼球介質(zhì)內(nèi)可散射，進而進一步減弱物體與背景間的對比，造成不舒適的視覺條件，并迅速導致視覺疲勞;汽車駕駛員高速駕駛途中遇不良眩光條件，有時可能導致重大道路交通事故的發(fā)生。
2.色彩環(huán)境
1)色彩對人的影響
色彩的生理作用主要表現(xiàn)在對視覺疲勞的影響。由于人眼對明度和彩度的分辨力較差，在選擇色彩對比時，常以色調(diào)對比為主。
對引起眼睛疲勞而言，藍、紫色最甚，紅、橙色次之，黃綠、綠、綠藍等色調(diào)不易引起視覺疲勞且認讀速度快、準確度高。
色彩對人體其他系統(tǒng)的機能和生理過程也有一定的影響。例如，紅色色調(diào)會使人的各種器官機能興奮和不穩(wěn)定，有促使血壓升高及脈搏加快的作用;而藍色、綠色等色調(diào)則會抑制各種器官的興奮并使機能穩(wěn)定，可起到一定的降低血壓及減緩脈搏的作用。
歷年真題
1、【2021 年真題】人機系統(tǒng)是由相互作用、相互依存的人和機器兩個子系統(tǒng)構(gòu)成能完成特定目標的一個整體系統(tǒng)。在自動化系統(tǒng)中，人機功能分配的原則是()。
A.以機為主
B.以人為主
C.人機同等
D.人機共體
【參考答案】A
【解析】A 選項正確。自動化系統(tǒng)以機為主體，機器的正常運轉(zhuǎn)完全依賴于閉環(huán)系統(tǒng)的機器自身的控制，人只是一個監(jiān)視者和管理者，監(jiān)視自動化機器的工作。
2、【2022 年真題】影響人機作業(yè)環(huán)境的因素很多，如照明、聲音、色彩、溫度、濕度等，色彩對人的影響主要表現(xiàn)在情緒反應，生理反應和心理反應，色彩的生理反應的導致人的視覺疲勞，下列顏色排序中，導致視覺疲勞程度由高到低的是()。
A 綠、紅、藍
B.紅、綠、藍
C.藍、紅、綠
D.紅、藍、綠
【答案】C
【解析】色彩的生理作用主要表現(xiàn)在對視覺疲勞的影響。由于人眼對明度和彩度的分辦力較差，在選擇色彩對比時，常以色調(diào)對比為主。對引起眼睛疲勞而言，藍、紫色最甚，紅、橙色次之，黃綠、綠、綠藍等色調(diào)不易引起視覺疲勞且認讀速度快、準確度高。
3、【2022 年真題】某人機串聯(lián)系統(tǒng)由甲、乙兩人監(jiān)控，甲的操作可靠度為 0.90，乙的操作可靠度為 0.95，機器設(shè)備的可靠度為 0.90，當甲乙并聯(lián)工作時，該人機系統(tǒng)的可靠度為()。
A.0.8955
B.0.8500
C.0.8100
D.0.7695
【答案】A
【解析】并聯(lián)人機系統(tǒng)的操作可靠度計算公式：
RH=[1-(1-R1)(1-R2)]
RS=[1-(1-R1)(1-R2)]?RM
式中 RS——人機系統(tǒng)可靠度;
RH——人的操作可靠度;
RM——機器設(shè)備可靠度;
R1——甲的可靠度;
R2——乙的可靠度。
該人機系統(tǒng)的可靠度=[1-(1-0.9)(1-0.95)]*0.9=0.8955代入數(shù)據(jù)可得 0.8955
4、【2022 年真題】自動化系統(tǒng)的安全性取決于，下列說法錯誤的是()。
A.機器的本質(zhì)安全性
B.機器的冗余系統(tǒng)是否失靈
C.人的應急反應變差
D.人機功能分配的合理性
【答案】D
【解析】D 項錯誤，在自動化系統(tǒng)中，則以機為主體，機器的正常運轉(zhuǎn)完全依賴于閉環(huán)系統(tǒng)的機器自身的控制，人只是一個監(jiān)視者和管理者，監(jiān)視自動化機器的工作。只有在自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)差錯時，人才進行干預，采取相應的措施。該系統(tǒng)的安全性主要取決于機器的本質(zhì)安全性、機器的冗余系統(tǒng)是否失靈以及人處于低負荷時的應急反應變差等情形。
經(jīng)過中科建安關(guān)于人機系統(tǒng)和人機作業(yè)環(huán)境的全面講解，每位中級注安考生都應具備了將理論應用于實踐的能力，不僅能在考試中輕松應對相關(guān)題目，更能在實際工作中有效識別和控制安全風險。我們希望所有考生都能持續(xù)關(guān)注并改善工作環(huán)境中的人和機器的互動，力求在保障安全的同時也提高生產(chǎn)效率。愿我們的培訓成為您職業(yè)發(fā)展的助力，幫助您在安全工程領(lǐng)域中達到新的高度。
