【国家标准(GB)】 控制中心的人类工效学设计 第1部分:控制中心的设计原则

ICS13.180
中华人民共和国国家标准
GB/T 22188.1-2008/ISO 11064-1:2000控制中心的人类工效学设计
第1部分：控制中心的设计原则
Ergonomics design of control centres-Part 1 : Principles for the design of control centres（ISO11064-1:2000,IDT）
2008-07-16发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-01-01实施
GB/T22188.1-2008/IS011064-1.2000前言
1范围
规范性引用文件
3术语和定义
人类工效学设计的一般性原则
人类工效学设计过程的框架
阶段A：阐明问题
阶段B：分析和定义
阶段C:概念设计
9阶段D:详细设计
10阶段E：操作反馈
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
参考文献
系统实例
第6章中阐明的基本要求和约束
GB/T22188.1—2008/IS011064-1:2000GB/T22188《控制中心的人类工效学设计》拟分为以下几个部分：第1部分：控制中心的设计原则；—第2部分：控制配套室的排列原则；第3部分：控制室布局；
第4部分：工作站的布局和尺寸，-第5部分：显示器和控制器；
第6部分：控制室的环境要求；
第7部分：控制中心的评估原则；第8部分：用于特定应用的人类工效学要求。本部分为GB/T22188的第1部分。本部分等同采用IS011064-1：2000《控制中心的人类工效学设计第1部分：控制中心的设计原则》（英文版），并根据ISO11064-1：2000翻译起草。本部分的附录A、附录B为资料性附录。本部分由中国标准化研究院提出。本部分由全国人类工效学标准化技术委员会归口。本部分起草单位：中国标准化研究院、清华大学、中国科学院心理研究所、联想集团、总后军需装备所。
本部分主要起草人：冉令华、李志忠、傅小兰、肖惠、陈柏鸿、谌玉红、张欣、刘太杰。1
GB/T22188.1--2008/IS011064-1:2000引言
在更安全、更可靠和更高效的操作要求的驱动下，信息技术的创新已经使得自动化技术和集中监督控制技术越来越多地应用于用户一系统界面及其相关操作环境中。虽然有这些发展，在监控和管理复杂的自动化系统时，操作者仍然发挥着关键的作用。而随着自动化解决方案规模的扩大，设备故障和人失误的后果也日益凸显。
对操作者这一岗位的要求有时是非常高的。在控制室中，由于操作者的不当操作，例如疏忽、授权错误、定时错误和序列错误等行为都有可能带来隐患。因此，本部分旨在建立一个通用的框架，在设计和评估控制中心时应用人类工效学方面的相关要求和建议，以期消除或最大限度地降低人失误的可能性。
特定的控制中心项目通常是更为大型的系统设计项目的一部分。控制中心的设计不宜单独进行，而应考虑到与更为大型系统的背景相关的目标和目的。因此，有必要对控制室设计中所涉及到的人类工效学因素就从初看或从传统来看与人类工效学设计项目范围无关的问题进行核查。需针对每个具体问题做出判断，而不能仅仅依据规范性的步骤就做决定。本部分包含了可用于控制中心设计项目的基本原理和过程、物理设计和最终设计评估的要求和建议，这些要求和建议既适用于控制室各个单元的设计（例如工作站和整体显示器的设计），也适用于整个项目的总体规划和设计。本系列标准的其他部分则阐述了针对控制中心特定单元的更为具体的要求，1范围
GB/T22188.1—2008/IS011064-1:2000控制中心的人类工效学设计
第1部分：控制中心的设计原则
GB/T22188的本部分规定了用于控制中心设计以及控制中心扩建、改造和技术升级的人类工效学原则、建议和要求。
本部分适用于各种类型的控制中心，主要包括用于过程工业、运输和物流控制系统的控制中心以及用于人员部署服务的控制中心。虽然本部分主要适用于非移动式控制中心，但其中规定的许多原则同样适用于移动式控制中心，例如船舶上的和飞机上的控制中心。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T22188的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T16251工作系统设计的人类工效学原则（GB/T16251--2008，ISO6385：2004，IDT）ISO11064-3控制中心的人类工效学设计第3部分：控制室布局3术语和定义
下列术语和定义适用于本部分。3.1
控制中心controlcentre
功能相互关联且位于同一地点的控制室、控制配套室和本地控制站的组合。[ISO11064-3：1999中定义3.1]
controlroom
控制室
核心的功能实体及其相关的物理结构，操作者在此处行使集中控制、监控和管理的职责。[ISO11064-3：1999中定义3.4]
控制配套室control suite
一组功能相关联的房间，与控制室位于同一位置且环绕着控制室，是控制室支持功能区的场所。例如相关的办公室、设备室、休息区和培训室。[ISO11064-3:1999中定义3.6]
设计规范design specification对包括房间排列、设备、工作站显示器和操作者控制器在内的控制配套室特征的详细描述，这些特征可以满足控制中心在开发、采购和建造方面的总体要求。1
GB/T22188.1—2008/IS011064-1:20003.5
功能分配functionallocation
人和机器之间的功能分配。
功能分析functionalanalysis
明确人或机器为了达到操作目标应满足的要求的分析。3.7
功能规范functionalspecification汇总功能分析所形成的记录，该记录指明了控制中心在目标、功能、人机支持、与外部系统的关联、物理属性和环境属性方面的要求。3.8
以人为中心的设计方法human-centred design approach交互系统开发采用的方法，它尤其关注系统的可用性，并且强调在系统运转中拥有权限的控制执行者，即操作者这一角色。
作业设计jobdesign此内容来自标准下载网
确定一组工作任务的作业内容以及任务如何组织和关联的过程。注：就本部分的目的而言，所定义的作业设计指的是多个作业的设计，而非单个作业的设计（例如EN614-1：1995和附录B中的规定）。
本地控制站localcontrolstation靠近受监控和(或)受控制的设备或系统的操作者界面。[ISO11064-3:1999中定义3.15]
主用户primaryuser
从事通常与控制中心的活动有关的工作的人员。例：操作者、助理操作者、工长或主管。3.12
次用户secondaryuser
偶尔使用或维护控制中心的人员。例：维护工程师、清洁员、经理或参观者。3.13
情境分析
situational analysis
对已有情境所进行的任务分析，以分析工作系统中的所有行为因素。例如，了解实践经验、非正式交流、当前用户的期望和抱怨以及所有可能对重新设计有用的其他事实。3.14
任务分析
taskanalysis
确定人在操作设备或工作时所需的特定行为的分析过程。［ISO9241-5:1998]
确认validation
通过检查和获取切实的证据来确认与特定预期使用相关的特殊要求是否得到了满足。注：在设计和开发中，确认主要关注的是检查产品、判断其与用户需求相符性的过程。LIS08402：1994中定义2.18
验证verification
GB/T22188.1-—2008/ISO11064-1:2000通过系统的检查和获取切实的证据来确认是否特定的要求得到了满足。注1：在设计和开发中，验证主要关注的是检查指定行为的结果、判断其与此行为规定的要求相符性的过程。注2：切实的证据是指基于观察、测量、测试或任何其他方式所获得的事实且可被证明为正确的信息。[ISO8402：1994中定义2.17]
4人类工效学设计的一般性原则
4.1概述
控制中心的人类工效学设计应考虑9个原则，4.2～4.10分别对其进行了阐述。4.2原则1:应用以人为中心的设计方法GB/T16251中规定了作为工作系统设计指南的人类工效学原则，目的是在考虑技术效率和经济效率的同时，设计适当的工作环境，以确保人员的安全、健康和舒适。本部分阐述的则是针对控制中心的特定情况。
在以人为中心的设计方法中，人与机器的组合在其组织和环境背景下被视为一个整体系统加以优化。这种优化通过制定若干方案来实现，这些方案强调人与机器各自的优点、特征和能力，并以互补的方式实现这三个方面的最大化。如图1所示，在设计过程的各个阶段，人、机器（硬件和软件）、工作环境以及控制（操作和管理)都应协调地进行整合。其中与以人为中心的设计有关的活动包括：计划、概念设计和详细设计、装配和建造、试运转、用户培训和操作。应将以人为中心的设计方法整合到传统的以功能为导向的设计方法中。实质上，有必要将特定的人的特征纳入设计要求，这些设计要求是形成最终设计规范的基础。需纳人考虑的人的特征不应只包括人基本的身体能力或局限，还应着重考虑人独有的认知优势（例如，具有知觉能力、问题解决和决策能力）。除此之外，还应考虑操作者如何感觉操作、管理及包含机器（硬件和软件）、环境等在内的被设计对象、并如何与之交互这些方面的知识。除了必须考虑高度自动化的系统和大型系统的直接且明确的人类工效学要求外，还需特别注意人微妙的心理需求，这些心理需求包括自我满足、动机和文化因索。如果身体条件特殊的人被安排在控制中心工作，则应采取适当的设计来适应其特定的需求。4.3原则2：将人类工效学整合到工程实践中人类工效学及其相关工具宜整合到项目的管理指南中，以便所有参与控制中心的规划、设计、实施和操作审核的设计师和工程师们能将人类工效学的作用考虑在内。组织项目所采取的方式应能促进技术领域和人类工效学领域知识的融合。4.4原则3：通过送代来改进设计在实践中，设计过程本质上是送代的。应反复进行评估，直至操作者和设计对象之间的交互达到了其功能要求和目标。孤立地确定单个设计单元的有效性并不能确保所组合起来的系统也是有效的。任何修正，不管是多细微的修正，甚至修正本身是有效的，也有可能产生不良影响（见GB/T16251）。在控制中心各方面的设计中，应有正式的过程来定义和控制针对范围变动的机制和程序。宜注意的是，用户有可能有意识或无意识地使其自身的行为适应这些修正，但这些行为变化并不一定都与正确的人类工效学实践相符。在迭代过程中，把从操作经验中获取的信息（即操作反馈）纳入考虑是尤其重要的（见图1)。
GB/T22188.1—2008/IS011064-1:2000阶段E：操作反馈
设计过程
阶段D：详细设计
阶段C；概念设计
阶段B：分析和定义
阶段A：開明问题
耀鲜粉
4.5原则4进行情境分析
操作管理
图1系统设计的人类工效学方法
反馈过程
对于包含改造项目在内的任何人类工效学设计活动，都建议对其已有情境或类似情境进行情境分析。这样就能预先充分了解和预见未来系统的功能。用于情境分析的方式不尽相同，但都包含任务分析（见4.6)、操作者访谈和事件分析。4.6原则5：进行任务分析
应充分了解分配给控制室的操作者或控制中心其他重要用户的任务（见GB/T16251）。任务分析应考虑到系统所有的操作模式，包括启动、正常操作、关机、可预见的紧急情况、维护所需的局部关机时段、用于设计过程的结果以及人员计划的制定。在某些情境中，可能需要分配两倍或三倍的人员，对此在总体设计中应予以说明。
在设计车间、控制中心或其他任何系统时，都应对操作者的任务进行分析。根据每个项目的范围和内容，任务分析的方法可能不尽相同。在创新性设计项目的情况下，可能难以找到类似的情境进行分析。在其他情况下，例如把几个控制室组合成一个新的控制室时，在新设计中可能会考虑大部分操作者任务。虽然各情境间存在着固有的差异，但都宜能够进行一定程度上的类似分析，以利于未来系统的设计。4.7原则6：设计容错系统
由于人失误不可能完全避免，因此，有必要尽量进行容错设计。风险评估是获取人失误信息的一个重要的工具。
4.8原则7:确保用户参与
GB/T22188.1—2008/IS011064-1:2000用户参与是一种结构化的方法，它使未来用户参与到控制中心的设计过程中。在整个设计过程中，用户参与对于优化长期的人机交互是很必要的，这种优化通过用户逐步建立主动参与的意识来实现。有经验的用户可以为控制中心的设计提供有价值的经验参考。用户的实践经验不一定总是有详细记录的或者为设计者所熟知的。宜对来自用户参与的操作反馈进行分析，以发现先前设计的成功之处和不足之处。
4.9原则8；成立一个跨学科的设计团队宜成立一个跨学科的设计团队，以监督和影响设计项目的各个阶段。根据总体项目的范围或者设计阶段，设计团队中实际的学科组合存在不同的情况。该团队可能包括系统和过程工程师、人类工效学专家、建筑师和工业设计人员。对于已有的系统，用户或用户代表应作为团队成员；对于新系统，有经验的用户和未来的用户都应作为设计团队的成员。在项目的整个生命周期，包括用户在内的设计团队宜在需要的时候就能立即组织起来。在项目一开始就应制定详细的团队参与计划和调整安排。4.10原则9：详细记录人类工效学的设计依据应为项目建立反映人类工效学设计依据的内部文档，例如，基本推理或重要任务分析的结论。该文档宜在有变化时进行更新。宜为该过程制定适当的程序。5人类工效学设计过程的框架
图2所示的设计框架包含了控制中心设计过程的5个设计阶段（图2是简化图，只显示了几个送代循环）。通常来说，执行所有阶段所需的全部投入的分配宜与设计项目的内容保持一致。控制中心的设计通常是很复杂的，其中包括了诸如多种客户、目标冲突、新技术和可能的解决方案的多样性、要求过高的进度、首次应用和不熟练人员等问题。设计项目的复杂性通常可通过实施系统的流程进行调整，这些程序关注于特定的主题、设计活动以及送代审查。下面所列的以及图2中所给出的框架包含的阶段有：一阶段A：阐明问题
在开始个设计过程时，详细阐明项目的目标、背景、资源和约束，同时考虑已有的可作为参考的情境；
—-阶段B：分析和定义
分析控制中心的功能和性能要求，形成初步的功能分配和作业设计；阶段C：概念设计
确立初始的房间布局、陈设物品设计、显示器和控制器以及必要的通信界面，以满足阶段B中明确的要求；
—阶段D:详细设计
制定控制中心的建造和（或)采购、内部设备、操作界面以及环境设施所必需的详细设计规范；阶段E：操作反馈
试运转后再次进行审核，以发现设计中的成功之处和不足之处，以有利于后续的设计。第6章～第10章对上述阶段进行了更为详细的论述。图2显示的多条反馈路径与复杂问题的设计解决方案的送代本质有关。改进的新方案以及反复项目审核中发现的不满意设计都应循环进人该过程。细致的项目预算和进度计划宜允许并支持该迭代过程。
注：本部分主要涉及图2所示项目框架中的阶段A、B、C和E。5
GB/T22188.1—2008/IS011064-1:2000阶段A：阐明问题
1.阐明目标和背景要求
阶段B：分析和定义
2.定义系统性能（功能分析和描述）人的特征和要求
阶段C：概念设计
阶段D：详细设计
控制配套室
阶段E；操作反馈
3.将功能分配给人和（或）机器4.定义任务要求
5.设计作业和工作组织
6.验证并确认所得到的结果
7.当前控制中心的概念框架设计8.审核并批准概念设计
控制室布局
工作站布局
和尺寸
10.验证并确认详细设计方案
11.收集操作经验
显示器和控制
器设计
图2控制中心的人类工效学设计过程环境设计
系统的特性和要求
操作和管理
系统设计
应用于其他
6阶段A：阐明问题
6.1概述
GB/T22188.1—2008/IS011064-1:2000本阶段的目的是阐明与控制中心设计相关的操作目标、相应的要求和约束（见附录A）。应明确控制中心的作用以及控制中心与其他相关子系统的关系并做详细记录。图3给出了一个典型的例子。对于子系统（例如，进程单元、能源系统、通信系统等)的描述和功能，也都应予以明确并做详细记录。
外部通讯
子系统
本地控制站
子系统
子系统
办公室
控制室
培训室
设备室
控制配套室
控制中心
受控系统
子系统
图3控制中心及其与其他子系统的关系6.2步骤1：阐明目标和背景要求&
子系统
阶段A包含了“阐明目标和背景要求”这一步骤。来自已有的或类似的控制中心的经验对于项目改造或新项目具有很好的参考价值，在项目启动时应适当考虑这些经验。步骤1的输入可能包含以下各项：用户要求；
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