人因工程在航天技术中的应用.doc

1、人因工程在航天技术中的应用摘 要航空航天中的人因工程学运用人体测量学、生理学和生物力学等研究手段和方法，综合研究人体结构、功能、心理工程学和生物力学等问题，借以设计能使操纵员发挥最大效能的飞行器，特别是飞机驾驶舱和飞船指挥舱的设计。这一学科研究的主要内容是:人体特性测量、人-机（飞行器）系统设计、人-机界面设计。本论文详细介绍了如何利用人体特性测量、人-机（飞行器）系统设计、人-机界面设计来把人和机器的优点有机地结合起来，来提供舒适的工作环境（合适的温度、湿度、压力、大气成分和照明），以提高操纵员的工作效率。同时，舱内颜色、光强和气味等对飞行员和航天员的身体与心理也有影响。人-机界面设计人与飞

2、行器进行信息交换的界面是显示器和操纵器。在设计显示器时，须充分考虑人感觉系统的能力，避免感觉的信息量太大，尤其是视觉显示量。解决的途径有：根据人感觉系统的特点设计多种感觉通道显示器和混合显示器，如听觉指示器、触觉感受器和多通道显示器等；把大量仪表同时显示的方式改为按时间顺序显示需要信息的方式；用计算机辅助预处理大量信息，选择少量关键的信息加以显示。随着电子计算机在航空航天活动中的应用，航空航天人机工程学的研究重点是充分利用机载计算机的功能，使飞行人员和航天员与计算机更好地配合起来并具有充分的灵活性。关 键 词：人因工程，航空航天，人体测量学，人机界面 目录第1章 绪论11.1 论文研究背景与意

3、义11.2 人因工程学发展的原因11.3 论文研究内容3第2章 载人航天器的座舱结构设计42.1意义42.2人机界面布局方式的演变4以航天员视区分布为基础的空分制布局42.2.2 基于电子显示仪表时分制显示的多功能综合布局52.3 乘员舱的结构布局6第3章 载人航天飞行任务中照明设计中的人因73.1 照明在航天任务中的重要性73.2 照明设计指标83.3 航天器舱内外照明的设计103.3.1 舱内照明103.3.2 舱外照明设计11第4章 结论与前景13参考文献14第1章 绪论1.1 论文研究背景与意义人类是万物之灵，人类在认识自然改造自然中衍生、进化、发展，也在这一过程中不断认识自己。随着科

4、学技术的发展工具和机器不断改进提高，加上人本身的复杂性导致人机系统越来越复杂，其安全问题和效率问题日益突出，由此诞生了人因工程学这门新型综合性学科。它由工效学发展而来，解决人机系统在特定任务特定环境中人机关系（机适应人、人适应机）问题，达到安全、舒适和高效的目的。当前，航天人因工程研究的重点包括航天员能力特性、航天器人机界面及人机交互、人系统整合设计与评估、人员选训及人因可靠性四个研究方向，涵盖包括心理学、生物力学、脑与认知、人工控制、交互技术、人系统建模仿真等多学科领域。我国自1968年成立宇宙医学及工程研究所（航天医学工程研究所）起，不断推进人因工程在载人航天工程中的应用发展。经过22年载

5、人航天飞行实践，我国航天人因工程研究紧贴工程研制实际，面向任务需求开展了人的能力特性规律、人机交互控制、工效学评价技术和方法学研究，取得了大量的成果，首次在国际著名期刊科学上以专刊形式集中向国际学术界介绍了我国航天人因研究成果，产生广泛影响。与此同时，还建立了符合工程实际的基本有效的管理模式，有力保障了载人航天任务的成功。1.2 人因工程学发展的原因进入20世纪70年代以后，随着电子技术的进步和计算机的广泛应用，操作系统对人的要求越来越高，系统中考虑人的因素也显得越来越重要。特别是美国三里岛核电站事件的发生，对人因工程学的发展起了很大的推动作用。1979年3月28日凌晨4点，在美国宾夕法尼亚洲

6、哈里斯柏格附近的三里岛核电站，一个临时的障碍引起该核电站一号机组供水系统和发动机自动关闭。在零点几秒之后，系统中建立的预备保险系统开始正常工作，提供新的供水系统。紧接着四个关键性的错误一起发生了，以从末有过的事实证明人在复杂系统中的表现是多么重要。第一个错误发生在故障发生之前。预备供水系统的管道被维修工人关闭了。而这个维修工人从此就没有上班。结果是核反应中心由于得不到循环冷水的供应以排除它的热量。温度开始升高，并把周围的冷水变成蒸汽。压力迅速升高。但是预备保险系统继续正常工作。圆形棒下降到反应堆使核反应程序放慢。压力释放闸打开了以释放在主冷却系统中产生的蒸汽。当压力下降到低于警戒水平后，自动释

7、放闸收到了关闭的信号。正像在一个热循环系统中当屋内温度达到了一定的温度时，热循环系统就自行关闭一样。在这时，第二个错误发生了。由于闸门失灵，这个闸门并没有关闭。在发动机关闭的一分钟之内，三里岛核电站的操作人员正在试图从无数的红灯，警报中猜测到底发生了什么事。虽然根据他们过去受训的经验他们对事故有一个大概的了解，但有一个信号使他们误入歧途。压力释放显示器显示的是命令状态，而不是实际状态。操作人员以为压力释放闸是关闭的。这是第三个关键性的错误。同时，预备的自动保险系统继续工作。一个紧急水泵自动打开，开始向系统提供系统急需的冷却剂。在这里，操作人员做出了一个决定使也许是一个小事故变成了大灾难。由于屏

8、幕显示压力已经很高，释放闸已经关闭，操作人员决定自己而不是用机器来控制系统。他们把紧急水泵关闭了。这个决定是基于操作人员的推测系统中的冷却剂太多了而不是太少了。反应堆得不到急需的冷却剂，事故很快就到了不可收拾的地步。事故的调查表明：第一，不是某一个失误，错误，事件或机器失灵导致这场事故。这场事故是由许多因素共同引起的。第二，人的错误是在许多不同的方面的，从操作人员错误地把紧急冷却剂关闭到设计人员设计闸门的显示器时告诉人们应当做什么，而不是闸门当时的状态。第三，也许是最重要的，大量的信息和复杂的显示形式超过了操作人员内在的，有限的能力，如注意力，记忆力，决策能力等。因此在三里岛事件中与在其他事件

9、中一样，虽然人的错误是事故的直接原因，操作人员本身并没有什么过错，而是系统的设计者应当受到责备，因为他们给了操作人员无法胜任的工作。人因工程发展的第二个原因是计算机的应用。20世纪80年代初期，当美国苹果公司的Mac上采用视窗显示。而Mac令人们忽然发现，以前电脑操作的成千上万条指令原来不需要背诵，只需要点一点鼠标就行了。它了解了人的记忆力的缺陷和视觉的优点，然后扬计算机之长，克操作者之短，使机器适应于人，而不是像传统的让人适应于机器。人因工程发展的第三个原因是随着人类社会的进步，人的价值越来越高，各种人身伤亡事故中，对人的赔偿金额也越来越高。事故发生之后，到底是谁的责任，律师们越来越希望借助

10、于人因工程专家的观点来判断事故的真实原因，这就对人因工程产生了巨大的需求和促进作用。人因工程发展的第四个原因是人们对生活质量要求的提高。最初，人因工程主要是应用到工作场所。现在人们发现，在家庭和休闲中也涉及人因工程的内容。在家里学习时的座椅与办公室的座椅的设计要求是相同的或相似的，炒菜灶台的高低与工厂站着装配时工作面的高低差别不大。1.3 论文研究内容运用人因工程学的原理与方法详细分析了在载人航天器中的座舱结构、人机界面设计、以及宇航员在太空中生活的设计思路与成果。宇航员在舱内作业以及舱外作业即太空中作业如交会对接任务中的灯光设计，以符合人因工程学原理。第2章 载人航天器的座舱结构设计2.1意

11、义乘员舱是航天员生活和工作的场所,对它进行结构布局工效学研究(针对空间飞行条件下人的特性和任务要求,对舱内部件和仪表的位置按一定原则进行设计,使之合理布置在乘员舱空间内)的目的是充分发挥航天员的工作效率,以确保系统的安全可靠。根据国外经验,乘员舱结构布局工效学设计是载人航天器总体设计的一个重要环节,并且如何进行最佳的乘员舱结构布局工效学设计,已成为载人航天特别是中、长期载人航天飞行中进行系统结构设计时应解决的重要问题。2.2人机界面布局方式的演变如上所述,乘员舱结构布局的工效学设计是关系到提高航天员工效、减轻工作负荷的重要课题。研究表明:人获取的信息大约70 %80 %来自视觉。在与外界隔绝的

12、乘员舱内,航天员得到飞行信息的主要途径之一是观察仪表显示器。因此,载人航天器仪表的发展对乘员舱结构布局的演变具有重大影响。另外，由于开关、按钮、操作杆之类的控制器是航天员进行姿态控制等飞行操作的手段，它们都随着仪表板布局方式的确定而确定。因此,可以认为,仪表板的布局决定了座舱布局方式。2.2.1以航天员视区分布为基础的空分制布局70年代以前,美国、前苏联的载人航天器大多采用机电式仪表,其乘员舱的布局一般借鉴当时通行的飞机座舱的“T”形布局,即根据航天员任务特点,确定与人员操作关系最重要的仪表,如全姿态仪、地平仪、飞行高度表等,构成基本仪表,将它们放在主视区,为了提醒航天员注意,通常用白线把它们

13、框起来。当然,除此之外还有一些次要的飞行仪表,空分制布局在工效学研究中所体现的主要特点是:(1) 信息显示与操纵动作协调一致,便于判读,易于理解。机电式仪表一般均为垂直刻度的带式仪表,采用活动刻度带和固定参考基准。沿纵向参考基准线显示各种与飞行方向、滚转等有关信息;沿横向显示各种偏航、俯仰、过载等有关。信息,这就便于观察和相互参照,更重要的是,仪表显示和操纵动作的方向与幅值都协调一致,有利于判读扫描和引入指引信息。(2) 航天员操纵信息来源广泛,即它可以获得仪表显示的实时值和经过载人航天器系统的飞行指引计算机加工的指令值,据此来进行操作,将能提高工效及减轻工作负荷。(3) 空分制布局一经确定,

14、被显示的信息也就随着仪表的位置固定后其显示位置也不会改变。因此,便于航天员熟悉、判读以及仪表板的标准化。图2-1飞机仪表盘的空分制布局2.2.2 基于电子显示仪表时分制显示的多功能综合布局飞行操作任务的日趋增多和复杂,使得与使用机电式仪表相对应的空分制布局的缺陷也愈发凸现。例如,它随着机械显示仪表数量的不断增多而越来越拥挤不堪。其次,空分制专用的机械显示仪表始终占据固定位置,利用率不高,还会分散航天员的注意力。此外,机械显示元件占有固定空间,所以其显示的隐现和转换困难,位移受机械限制,特别是在复杂任务工况的条件下,空分制布局必将限制机电式仪表的信息容量、灵活性和功能。随着电子和计算机技术的进一

15、步发展,70年代后期,电子显示仪表进入了工程实用阶段,例如当时的“联盟”号飞船和“天空实验室”都广泛使用电子显示仪表,大大改变了显示内容的灵活性,它可以根据特定的飞行任务和飞行阶段,分成若干典型的工作状态。每一个工作状态仅显示此阶段航天员操作需要的几种信息,亦即时分制显示,其主要优点是:(1) 电子显示仪表能够一表多用,即具有多种功能,这样大大减少了仪表数量和占用仪表板的空间,可缓和仪表板拥挤的矛盾,并且只将航天员在不同飞行阶段或不同情况下所需的各种信息实时地综合显示在12个画面上,避免了无关信息显示的干扰和缩小感知信息的现场,从而提高判读工效。(2) 电子显示仪表分系统是利用船载计算机、数据

16、传输总线、电子显示器和多功能键盘,使各种设备和传感器的数据信息数字化,按时分制原则(根据实时需要的先后,汇总传输)进行综合显示和控制的。因此它能够将同样的信息同时多路传输显示,利用多功能键盘实现集中控制,可减少和简化操作动作,减轻操作负荷和提高操作精度。(3) 具有较好的功能扩充性,例如使得有可能在不增加硬件复杂性的前提下,应用人工智能专家系统来完成航天员的某些工作。另外,语音控制是近年来发展的飞行自动化方面的一项新技术,它采用语言识别技术,通过使计算机理解人所发出的语言指令来操作被控对象。这样的功能扩充不仅可以减轻航天员操作的体力负荷,而且也能缩短人的反应时。(4) 电子显示仪表的光学字符形

17、式灵活多样,可用编程方法实现任意的字符形式,有利于提高航天员的操作工效。正是由于电子显示仪表具有这样一些突出的优点,它们已成为目前乘员舱内的主要显示仪表,而使传统的机电式仪表逐渐退居次要位置,并引起舱内仪表板布局发生根本性变化,突出的一点就是打破了以往的空分制布局特点,形成所谓的“多功能综合布局乘员舱”。2.3 乘员舱的结构布局目前,在进行乘员舱结构布局工效学研究时,一般考虑航天员人体测量学的静态数据(结构尺寸)和动态数据(功能尺寸) ,大多数情况下,因为要考虑身体各部位的关联与影响,从而必须基于功能尺寸作出相应的设计。同时,由于空间飞行条件的限制,它又要比地面环境中考虑更多一层的因素。总之,

18、其研究集中在:(1) 座舱的基本尺寸的工效学设计,与飞机座舱比较类似,都以人体测量数据为基础,但由于空间失重及其它环境因素的影响,又具有自己的特点。例如,失重使人取中线体位,穿航天服引起的肢体活动范围减小,并且微重力条件下人体运动方式为漂浮而不是立姿行走等等。针对这些特性,国外已发布的基本数据是:由于着航天服,设计的人体基本尺寸应增加4 %5 % ,特别是特殊要求的舱外活动航天服时,这个比例可达20 %30 %。最终乘员舱几何尺寸应至少使第5百分位数至第95百分位数的航天员便于操作和保证第1百分位数至第99百分位数的航天员均能安全操作及应急逃逸。(2) 航天员操作可达性的工效学研究,所有的控制

19、装置应是航天员在正常操作位置上可达的,其布置和选取要考虑在各种应急过载条件下的操作能力。此外,仪表和显示器的显示面要尽量垂直于操作者的正常视线,两者夹角(视角)不小于45。(3) 显示器排列和安装的工效学,须防止由于其周边对光线的反射而影响对其它仪表的判读,如有必要可采取屏蔽和滤光等技术措施来确保对所有仪表的判读。并且在控制装置位于它所控制的仪表附近时,则这些装置的排列,应使得在操作它们时,手不会影响对仪表的观察。同时,对由于错误或不当心的操作与动作(如误触、误碰)会引起重大事故的控制装置,须提供防差错设计。此外,功能上相关的仪表、显示器与控制件,应排列在一起,与显示器有关的控制装置要力求布在

20、靠近显示器的位置。并且,使用频繁的显示器须安排在最佳视区内和最容易接近的位置上。对于最佳视区的确定,一般认为:在有操纵的条件下,前方(尤其前面中左区域)目标发现较快,其次是左右方,后方最差。(4) 观察窗的工效学设计,能够获得光学质量优良的观察窗(如舷窗与光学瞄准镜) ,使航天员可以用视觉观察舱外环境,便于飞行操作任务的完成。第3章 载人航天飞行任务中照明设计中的人因3.1 照明在航天任务中的重要性在航天员完成飞行任务的过程中，有许多操作需要其通过视觉观察后再进行控制决策。为此，就应该从硬件上提供相应的照明装置，并通过照明的工效学设计满足人的观察要求。因为良好的照明会创造一个视觉环境，使航天员

21、能够看见目标、在舱内安全地自由移动、同时能有效、精确、安全地完成视觉工作作业而不引起不适当的视觉疲劳和不舒适，从而保障完成任务的成功率。在工程的实现方面，载人飞行任务中的照明设计包括舱内照明与舱外照明设计两部分的内容，其所处的气候环境有接近1个常压的舱内大气环境，也有舱外的真空环境。因此，硬件的设计应考虑可靠性、冗余性与高质量的标准，这些要求对飞行过程中照明系统的选用影响很大。此外，尽管在作业面上提供足够照度是必须的，但很多时候可见度还取决于光线是如何分布的、光源与(工作面)表面的颜色特性和照明系统的眩光水平。因而要针对舱内外不同的工作场所和作业类型来确定照度、不舒适眩光限制水平和光源的最低显

22、色指数等要求。同时，在地面条件下，也应着力研究建立基于空间飞行环境条件下的照明实验系统，为照明工效学要求提供技术支撑。3.2 照明设计指标同地面照明系统的设计参考依据一样，载人航天飞行过程中照明设计亦参考国际照明委员会所发布的照明标准，同时还考虑许多人体视觉工效学特性参数，比如视知觉能力和作业特性属性，它们决定航天员的视觉技能素质，从而决定了其工作效能水平。另外，在某些情况下改进这些影响因素能够提高工作效能而不用提高照度。例如提高作业对比度，用最新视觉放大器把作业放大以及提供带有指向性局部照明功能的特殊照明系统。总之，为了保证有一个良好的空间飞行过程中的工作场所，照明不仅仅只是提供好的作业可见

23、度，让航天员感觉轻松并且舒适地完成相关操作任务至关重要。因此，照明必须满足环境对照明质量和数量的要求，即确保：(1)视觉舒适性，航天员感觉到舒适。(2)视觉功效，航天员在困难条件和长时间工作中，也能够快速、准确的完成视觉作业。(3)视觉安全，能够看见舱内外作业目标周围附近的物体，防止误操作或发现异常情况。为满足这些要求，必须考虑以下有关光环境的特性参数：(1)亮度分布在作业场所视野内的亮度分布与航天员眼睛的适应水平密切相关，从而会影响作业可见度。良好平衡的适应亮度可以增进人的视觉敏锐度(视力)、对比灵敏度以及眼睛功能的效率(例如调视、会聚、瞳孔收缩、眼球运动，等等)等方面的视觉效能。此外，视野

24、内不同的亮度分布也影响人的视觉舒适度，因而应当避免可能引起眩光的过高亮度、会由于眼睛不断的适应性调节引起视疲劳的过高的亮度对比、会造成混沌阴暗和无刺激性的工作环境的过低的亮度和亮度对比等现象的发生。一般来讲，光源的亮度分布是由被照目标表面上的照度和表面反射比决定的。在照明设计中，一个常压环境时天花板的推荐反射比为0.60.9、墙面0.30.8、工作面0.20.6、地板0.10.5。(2)照度作业面及其周围区域的照度和照度分布对航天员如何迅速、安全、舒适地理解和进行视觉作业有着主要影响。对于不知道指定区域的空间而言，可能出现视觉作业的区域都可认为是作业区域。在工程设计上，所采用的照度值指维持照度

25、值，是提供航天员作业时的视觉安全和视觉功效所必需考虑的指标，它主要考虑了视觉作业的要求、安全性、人的心理生理因素(例如视觉舒适度和舒适安宁感)以及经济性等因素。此外，如果视觉条件与一般假设条件不同，照度值可以在照度等级上调整至少一个级别。当出现作业呈现特别低的对比度、视觉作业很严格、精细操作对任务的安全性极为重要等现象时，则必须提高照度值。(3)眩光眩光可分为不舒适眩光和失能眩光。眩光如果是由于特定表面的反射而引起，则通常被称之为光幕反射和反射眩光。在空间飞行过程中，限制眩光对于避免错误、疲劳和事故非常重要。失能眩光在舱活动的照明中较普遍，例如，遇上强太阳光，或由射灯或大面积亮光源相对较暗的空

26、间内的目标造成失能眩光。在飞船舱内的工作场所里，不舒适眩光常由于照明灯具或舷窗直接造成。在设计上，只要满足对不舒适眩光的限制要求，失能眩光通常不是大问题。(4)方向性方向性的照明用作重点照亮拟观察目标、显现材质、改善航天员的观感，同时对视觉作业的方向性照明也可改善其可见度。可以用“造型立体感”来描述这个作用，其中造型指漫射光和直射光的平衡，工程上应用表明它是舱内照明质量的有效评判标准。如果舱内结构特征、航天员以及其它装船产品被照亮并将外形、材质清晰地呈现出来时，飞船舱内空间的整体外貌就可大大改善。但是，照明既不能太过直射，因为这样会产生浓重的阴影；也不能过分漫射，否则将会完全失去造型立体感效果

27、，造成光环境平淡无奇。此外，从一个特定方向照明可以显示视觉作业内部的细节，提高其能见度，使作业更易执行，对舱外活动中有精细操作的任务，定向照明十分重要。(5)节能考虑照明装置必须在不浪费能源的条件下符合对特定舱内、外作业或活动的照明要求，但也不能为了减少能耗而简单地牺牲照明装置的视觉方面特性。因此，要求结合飞行任务，来考虑合适的照明方式、设备、控制系统和利用可用的天然光。通过谨慎地选择照明系统、使用自动或人工开关或调光器可以满足这些限制。(6)颜色特性灯(光源)的颜色外貌是指灯发射的光的表观颜色(灯的色品)，可以用光源的相关色温来描述。色温的选择基于照度、室内和周围环境中物品的颜色、周围气候和

28、应用场所。通常在温暖气候条件下冷光的色温更受欢迎，而寒冷气候条件下暖光的色温更受欢迎。为了对光源的显色特性提供一个客观的指标，引入了一般显色指数Ra，最大的Ra值是100。Ra越小，颜色显现的质量越低，Ra小于80的灯不得用于人们长时期工作或停留的舱内空间。3.3 航天器舱内外照明的设计 3.3.1 舱内照明飞船舱内照明最合适的光源为荧光灯，不光是因为它光效高(3040Lmw)，而且辐射出的温度也较低，因而对环控生保系统的热载荷影响较小。光源外表面的温度很容易控制，以满足航天员的接触温度45的要求。同时，光源灯泡也能制成白色或多种色温，这样能够增强航天员的颜色敏感性。舱内航天员的生活与工作区的

29、普通照明应有中等强度的白光照明，并且如果任务需要，可提供辅助照明装置。另外，照明灯具在整个工作区以同一散射强度覆盖，飞船舱内照明照度的推荐值见下表所示。舱内照明系统两大关键设计问题是热控制与汞污染，光源热量的产生、传播与能量的散发均在舱内空间内进行，而汞污染主要由灯具造成，例如，如果灯泡破裂，灯泡中的物质就会进入舱内环境，生成汞蒸气而造成污染。表3-3 飞船舱内照明推荐值任务区照度任务区照度任务区照度通用108起居室215工作台323通道区54阅读538维修269舱门108娱乐323控制器215扶手108厨房215安装269扶梯108进餐269书写323储藏区108食物准备323制表323个人

30、卫生108伊朗维护215维护323整饰269外科手术1076正向面板215淋浴269锻炼323负向面板54阅读323夜间照明21睡觉543.3.2 舱外照明设计随着载人航天技术的发展，在大多数飞行任务中，需要向夜间舱外作业任务(如航天员舱外活动、载荷装卸、跟踪、飞行器交会与对接等)提供人工照明装置。与舱内照明设计相比，必须考虑满足照明环境的低亮度比、小眩光的要求。由于舱外的真空环境，也不存在光的散射特性，因而，被照物体表面的反射特性对舱外照明效果的影响很大。(1)舱外活动工作站，在舱外活动工作站点的照明设计建议使用泛光照明(floodlight)方法。对于常规的照明来说，除泛光照明外，亦可选择

31、定向光。 (2)交会对接操作，航天员完成交会对接或载荷装卸停靠的监视任务时，需要了解清楚有关距离、接近面、目标飞行器的方向以及相对方向等方向的确切信息。在工程实践上有好几类照明装置可供使用，对于长距离的目标搜索，可以用闪烁的白光。在远距离的情况下，一个闪烁的灯柱比一个稳定的光柱要容易被发现，并且该灯应安放在目标飞行器(装有载荷)的对接轴的方向上。此外，亦应仔细地考虑照明灯的光锥，进行优化设计，以利于航天员的发现。飞行经验表明，跟踪灯的强度大约为晴朗夜空中星星亮度的3倍。最后的对接或载荷装卸需要精细的对准、准确地定位、良好的观察，同时，只有当目标呈现3维立体状态时，航天员所获得的信息比较全面。因

32、此，人工的泛光灯十分必要。它可安装在跟踪飞船上的某个位置，以照亮接触面或目标载荷。同时，其强度必须合适，使航天员获得一个较好的视觉敏锐度。表3-4 舱外活动的最低照明设计EVA任务最低照明水平Lxfoot-candle（fc）为卫星修理或输送货物，航天员移像工作地点55110520航天员在货舱或工作站定位卫星21520EVA卫星服务，用手工工具进行简单、非危险性修理任务32530EVA卫星服务，使用新的且复杂的工具但无危险性 54050EVA卫星服务，使用复杂的工具且具有危险性 81075第4章 结论与前景当前，航天人因工程研究的重点包括航天员能力特性、航天器人机界面及人机交互、人系统整合设计

33、与评估、人员选训及人因可靠性四个研究方向，涵盖包括心理学、生物力学、脑与认知、人工控制、交互技术、人系统建模仿真等多学科领域。我国自1968年成立宇宙医学及工程研究所（航天医学工程研究所）起，不断推进人因工程在载人航天工程中的应用发展。经过22年载人航天飞行实践，我国航天人因工程研究紧贴工程研制实际，面向任务需求开展了人的能力特性规律、人机交互控制、工效学评价技术和方法学研究，取得了大量的成果，首次在国际著名期刊科学上以专刊形式集中向国际学术界介绍了我国航天人因研究成果，产生广泛影响。与此同时，还建立了符合工程实际的基本有效的管理模式，有力保障了载人航天任务的成功。中国载人航天经过近20年的发

34、展，从顶层管理者到工程设计人员对以人为中心这一理念的认识都有加深，但还不够。面向后续长期空间飞行的挑战，尚需在工程全线真正深入领会人系统整合设计对载人航天任务完成的重要性，真正从管理者到技术各个环节作为一种必须遵守的原则和设计约束来认识和贯彻。应加强顶层策划、顶层推动，逐步建立完善符合我国载人航天实际的人因工程研究与测评的管理与技术体系。空间站任务启动后，在长期空间飞行需求牵引下，我国航天人因工程的研究重点将放在长期空间飞行环境下人的能力特性变化规律、空间站和月面出舱活动中人因问题、空间站适居性研究、人智能系统交互技术、航天人误机理和可靠性研究、人因研究在轨测试和分析技术等问题上。未来，人因工

35、程研究深度将更加加深，在研究内容、方法和工程应用上走向成熟，形成标准、规范及数据库，为空间站任务的成功执行打下坚实的基础。参考文献1.袁樵国际照明委员会照明标准室内工作场所照明J照明工程学报，2002，13(04)55592. Wheelwright，CD，Toole，JRSpacecraftlighting systemsCIndustry Applications Society Annual Meeting，1992，Conference Record of the 1992IEEE，49OctDigital Object Identifier 1992，V012：184018453.R

36、oubertie J，Dassauh AMan verus machine in space operationscAIAA space programs and technologies conference，Sept2528，1990，Huntsville，AL：154.刘述运，张万欣航天员舱外活动R北京：航天医学工程研究所研究报告20037：25695.张汝果航天医学工程基础M北京：国防工业出版社，1991，225255 6.孙滨生. 现代战斗机座舱布局 M .航空工业出版社,1989 :15257.李良明. 飞机座舱人机界面工效学研究 C .见:航空医学研究所四十周年学术年会论文集,北京:空军航空医学研究所,1994 :1121228.胡凌云. 空间飞行器布局优化方法研究 J . 航天器工程,1997 ,6(4) :46589.徐福祥 新型光源在航天技术发展中的应用J-灯与照明2000,24(6):7890