军用电子设备方舱人机工程设计与应用

发表时间:2021/5/28   来源:《科学与技术》2021年第5期   作者:李新忠 光旭亮 康志强
[导读] 在当前的科技时代中,各种现代化的技术手段得到了极其全面的发展完善,
        李新忠  光旭亮  康志强
        北方自动控制技术研究所,山西省 太原市 030006
        摘要:在当前的科技时代中,各种现代化的技术手段得到了极其全面的发展完善,而电子设备方舱作为一种相对较为复杂的人机交互系统,也同样得到了发展优化,但在军用领域当中,为了保证电子设备方舱人机工程能够发挥出自身的作用,就应当进一步明确人机环境特点,工作人员与机器之间的关系以及工作人员与环境之间的关系,以此为基础来进行更加全面的设计应用。因此,文章首先对军用电子设备方舱的人机环境展开深入分析;在此基础上,提出军用电子设备方舱人机工程的设计应用。
        关键词:军用电子设备方舱;人机工程;设计应用

        引言:电子设备方舱,其属于雷达装备当中一种十分典型的人机系统,其中具备着人机协同的复杂性、内外环境的不确定性以及系统层次关联较为复杂的主要特点。电子设备方舱在本质上就是将电子设备方舱作为主要载体,使得环境、人以及装备这三者之间可以在相互作用的基础上形成一种相互关联的系统,而军用电子设备方舱人机工程设计的主要目标,就在于能够高效处理好环境、设备与人员三者之间的关系,保证方舱的具体设计可以在最大程度上符合部队用户的作战需求以及操作特性,更好的提升方舱的作战效能。
一、军用电子设备方舱的人机环境
        由于各类军事装备所具备的特殊性,使得电子设备方舱的人机系统具备着以下几点特征,首先为多样化的人机接口,能够实现操作人员的多样化;其次为多样性的数据信息显示,其中不仅有着较大的数据信息量,各类信息所产生的变化也相对较快;再次是环境条件相对来说较为恶劣,其中存在着许多不确定因素;最后是操作所产生的负荷较大,对人机交互的准确性要求十分严格。而在相应的研究中可以看出,人机系统的安全性以及稳定性,其在很大程度上取决于操作人员自身的可靠性,因此,人员因素则是整体电子设备方舱人机环境设计的关键所在。
(一)方舱工作人员的特性分析
        在电子设备方舱中的工作人员,其主要为军事人员,其具备着十分优异的执行能力以及工作能力,并且在生理控制、心理控制以及认知能力等方面要远远高于普通人,但在对其基本特性进行分析的过程中,仍然可以根据普通人的标准进行设计具体包括基础能力以及工作负荷等方面。首先为人员的基础能力参数,其可以详细划分为以下几点内容,第一种为物理能力参数,比如人体的静态尺寸、操作速度以及操作频率等,第二种则是生理能力参数,比如感知能力、抗疲劳能力以及反应时间等;第三种为认知能力,比如理解、决策以及感知等方面;其次是人员的工作负荷,由于雷达装备自身具备较高的自动化程度,再加上方舱设备属于一种闭环系统,工作人员不仅是管理者,同时也是监视者,需要在短时间内进行准确、迅速的理解以及操作,这就需要充分考虑到工作人员的脑力负荷,并将体力负荷作为辅助,确保方舱工作人员能够更好的进行工作[1]。


(二)方舱人员与设备的关系分析
        方舱内部人员与设备之间的关系,具体包括人机功能关系与人机交互关系,其中的人机功能关系,主要就是对人机功能进行更好的分配以及优化,进一步完成工作的任务规划、人员工作量的分配等方面,尽量降低工作人员的工作负担,进一步发挥出人机优势的互补性;而人机交互关系,所分析的则是人机的交互界面以及空间位置,并充分结合生理学、生物力学等方面的研究设计进行更加优质的空间布局设计以及姿态设计,进一步优化人机之间的关系,保证人机的交互操作能够更加和谐、高效[2]。
二、军用电子设备方舱人机工程的设计应用
        军用电子设备方舱的人机工程设计,其主要分为舱内布局、电磁屏蔽、照明以及显控台人机功效设计等多方面设计内容,以求能够发挥出最优质的人机系统使用效能。在舱内设备的布局设计阶段中,应当将军用电子设备方舱的主要工作特性作为基础所在,有效融入视域分析方式,对工作人员的使用方式以及操作流程进行综合考虑,明确各个设备间制约、配套以及互联关系,有效完成方舱的布局设计;而在内部环境的设计过程中,则要深入研究人体对环境中各种化学因素以及物理因素的适应能力,明确声音、光源、热量振动以及电磁等多方面因素对工作人员心理、生理以及工作效率等方面所带来的影响,确定好工作人员在方舱内部的作业环境以及生活环境,能够满足基本的舒适需求以及安全限度,在最大程度上打造出符合生理以及心理多方面需求的内部环境;而在舱内的照明设计中,则要采用漫反射式LED环形灯带设计,保证电子设备方舱内部无强光直射、无眩光等,保证光线的柔和性以及均匀性,充分发挥出LED照明的具体优势,根据不同的工作环境展开自适应的照明调节;舱内的风道设计,则应当采取隐藏式的一体化集成设计,保证其中一端能够与空调的出风口之间无缝连接,使得整体风道能够隐藏在方舱的通风栅格之后,并且在风道的表面部位,还应当适当粘贴一些保温材料以及吸音材料,冷风在通过风道吹入到方舱内部过后,能够对舱内的温度进行自主调节,避免产生温度不均匀的问题;而在色彩方面,则要使用分区分层的双色搭配,上部一般都会采用明度较高的白灰色作为主要色调,下部则要采用中灰色色调进行呼应,营造出一种更加安稳、平静的工作氛围,而在舱内设备的外漏部位,则要采用统一的金属灰外观,在突出识别性的同时,保证整体环境的美观性。除此之外,考虑到军用电子设备方舱内部属于一种狭长的有限空间,这就需要在整体内饰设计中采用隐藏式设计方式,营造出一种更加宽敞的感觉,保证工作人员能够在其中更好的进行工作[3]。
        结论:在军用电子设备方舱的设计应用过程中,其涉及到了多种学科技术的融合以及优化,必须要进行综合考虑,保证方舱能够达到预期中的效果,实现人机环境的整体协调。同时,针对当前军用电子设备方舱设计中存在的不足,也应当采取全流程的工业设计方式以及设计理念,从而提供出一种全新的设计思路,以一种更加优质的布局设计来提升工作的可靠性以及稳定性,保证工作人员能够处在一种舒适的工作环境当中。
参考文献:
[1]盛先莉.军用方舱舱体屏蔽设计要求及措施[J].内燃机与配件,2019(16):117-118.
[2]陈文博,刘新博.某军用通信方舱的升温试验及有限元仿真分析[J].电子机械工程,2019,35(04):48-51.
[3]张勇波,钟金金.军用电子设备方舱人机工程设计与应用[J].机械工程师,2019(06):126-128.
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