海军舰艇设计和操作中的人因 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[美] Jonathan，M.，Ross（乔纳森·M.罗斯） 著，卢晓平 译

图书标签:

• 人因工程
• 海军舰艇
• 舰艇设计
• 舰艇操作
• 人机交互
• 安全工程
• 系统工程
• 海军工程
• 船舶工程
• 人机系统

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121309281

版次：1

商品编码：12151196

包装：平装

丛书名： 海军新军事变革丛书

开本：16开

出版时间：2017-04-01

用纸：胶版纸

页数：284

字数：296000

正文语种：中文

内容简介

该书立足于帮助提高各种军用海洋运载工具的设计和操作水平，构架了沟通不同学科的桥梁；依托相关研发和应用领域的8位知名专家组成了专门小组，汇集该小组专家门的大量素材和建议，形成本书的知识体系。全书分为10章，较为详细地介绍军用海洋运载工具人因问题的提出、背景和基本概念，军用海洋运载工具的类型、功能，军用海洋运载工具中人因问题的约束和求解；书中重点探讨了军用海洋运载工具中人因问题的症状范畴和人员遭受的压力因素；还探讨了人机界面，人因的强化，设计中对人因的考虑等改进军用海洋运载工具人因状况的措施；最后展望和概括了军用海洋运载工具人因问题的未来发展趋势。

作者简介

卢晓平，硕士研究生毕业后分配到海军工程大学船舶与海洋工程系任教至今，中国造船工程学会会员、中国造船工程学会教育委员会委员、《水动力学研究与进展》编委。从事多体新船型水动力性能研究，《舰船原理》获2009年度海军优秀教材二等奖。 乔纳森?M. 罗斯（Jonathan M. Ross），是阿里昂科技公司（Alion Science and Technology）普罗透斯工程部的部门经理，主要为海军客户提供咨询服务。他在密歇根大学获船舶与海洋工程专业的工程硕士，是注册专业工程师（美国）以及特许工程师（英国）；曾在大西洋和太平洋海域的潜艇、深海潜艇、核潜艇辅助船上工作，积累了海军舰艇的实际操作经验。

目录

第 1 章 绪论 ............................................................................................... 1

1.1 本书的内容结构 ........................................................................... 1

1.2 背景 .............................................................................................. 2

1.3 人因问题的提出 ........................................................................... 2

1.4 人因工程及相关领域的定义 ....................................................... 8

1.5 人因工程与海洋运载工具的相关性 .......................................... 11

1.6 海洋环境 .................................................................................... 12

第 2 章 海洋运载工具类型 ...................................................................... 15

2.1 概述 ............................................................................................ 15

2.2 海洋运载工具分类介绍 ............................................................. 15

第 3 章 海洋运载工具功能 ...................................................................... 27

3.1 概述 ............................................................................................ 27

3.2 军用船舶与航行器 ..................................................................... 27

3.3 商用海洋运载工具 ..................................................................... 32

3.4 功能对比 .................................................................................... 35

第 4 章 海洋运载工具的限度与解决方案 .............................................. 36

4.1 概述 ............................................................................................ 36

4.2 适居性 ........................................................................................ 36

4.3 可达性 ........................................................................................ 40

4.4 安全性 ........................................................................................ 41

4.5 海上生活 .................................................................................... 46

第 5 章 关注的症状范畴 .......................................................................... 47

5.1 概述 ............................................................................................ 47

5.2 晕动病 ........................................................................................ 48

5.3 昏睡综合征 ................................................................................. 59

5.4 疲劳 ............................................................................................ 60

5.5 睡眠不足 ..................................................................................... 66

5.6 伤害 ............................................................................................ 69

5.7 人的差错 ..................................................................................... 73

第 6 章 人员遭受压力的因素 .................................................................. 77

6.1 概述 ............................................................................................ 77

6.2 心理负荷 ..................................................................................... 78

6.3 空中噪声 ..................................................................................... 83

6.4 全身振动 ..................................................................................... 85

6.5 船舶运动 ..................................................................................... 88

6.6 船舶冲击 ..................................................................................... 95

6.7 过量、不足或不恰当的照明 ................................................... 100

6.8 极端温度 ................................................................................... 101

6.9 缺乏通风 ................................................................................... 103

第 7 章 人—机界面 ............................................................................... 105

7.1 概述 .......................................................................................... 105

7.2 自动化 ...................................................................................... 106

7.3 控制装置 ................................................................................... 109

7.4 仪表应用 ......................

前言/序言

　　在海洋运载工具安全设计和操作方面最重要的考虑因素是人的因素［即“人因”，书中的主题词和术语“人因”（humanfactors），主要涵盖“人的因素”和“人因工程”等意义］。基于我作为造船和轮机工程师，以及海岸警卫队官员、美国海运局总裁从事海运业50多年的职业生涯，可以很有把握地这样说。
　　据统计，约80%的灾难、事故、差错和失败归因于人的因素，即“人因”，舰船设计人员和操作人员往往都没有充分考虑人因。海运业是一个系统，舰船是该系统中的一个部分。传统上，人们更为关注系统中的硬件而非其中的人员。按我个人的经验，海洋环境严酷无情，难以驾驭。
　　我常说，船的安全性以及良好的设计、施工、运营和维护都跟参与其中的人员相关。舰船有多好，要视舰员有多优秀而定！
　　本书关注人因在舰船设计和运营过程中的各个方面，对设计者和操作者来说，该书都拥有丰富的资源，书中引用了340多篇文献。它是同类书籍中第一本针对船舶提供人因问题的背景、数据和应用的书，涵盖各个方面。
　　过去，人因问题尚未被利益相关各方充分认识，只将它作为小的允诺而非性能目标已是既成惯例。人因曾作为空泛因素对待，而未取得它应有的地位——海事系统中的最重要因素。世界上关于海事安全和海洋环境保护的观念已经改变，如今全球都不能容忍不安全的船舶和污染环境的行为。为实现这一目标，必须在舰船的全寿命期限内考虑人因。因此，该书应该在船舶设计、建造、运营和维护的每个过程中获得应有的位置，实际上，应考虑将该书用作世界上所有海事学校和海事大学的必读书目和核心课程的一部分。

《海军舰艇设计与作战中的人因工程》 一、 引言：驾驭复杂海洋环境的基石 在瞬息万变的现代海战格局中，一艘高性能的 Naval Vessel 不仅仅是钢铁与技术的集合，更是承载着无数生命、肩负着国家安全重任的复杂系统。其作战效能的发挥，很大程度上取决于能否最大限度地发挥船员的潜能，并规避因人为因素可能带来的风险。从浩瀚的海洋环境到精密的舰载设备，再到瞬息万变的战术态势，这一切都构成了海军舰艇设计与操作中一个至关重要但又常常被低估的领域——人因工程。 本书《海军舰艇设计与操作中的人因》旨在深入探讨这一学科在海军舰艇领域的应用，从理论到实践，全面梳理人因工程如何影响舰艇的整体性能、人员的训练效率、作战的安全性以及决策的有效性。我们不再将人视为一个独立于技术之外的变量，而是将其置于系统设计的核心，理解和优化人与舰艇系统之间的交互，从而实现更高效、更安全、更具优势的海上力量。 二、 人因工程的理论基石：理解“人”的本质 要将人因工程有效应用于海军舰艇，首先需要建立在对人类行为、能力与局限性的深刻理解之上。这一部分将从多个维度剖析人因工程的核心理论，为后续的舰艇设计与操作应用奠定基础。 1. 人类认知模型与信息处理： 感知与注意： 在信息爆炸的舰艇环境中，如何确保关键信息能够被操作员及时、准确地感知？这涉及到视觉、听觉等感官的工作原理，以及注意力分配、选择性注意等机制。我们将探讨如何通过优化显示界面、警报设计、信息过滤等手段，减少信息过载，提升操作员对关键目标的关注度。 记忆与学习： 舰艇操作涉及大量复杂流程、应急预案和战术知识。操作员的记忆容量、遗忘曲线以及学习新知识的规律，直接影响其操作技能的熟练度和应对突发情况的能力。本书将研究如何设计更易于记忆的指令系统、操作流程，以及如何通过有效的训练方法，加速和巩固操作员的学习过程。 决策与判断： 在高压、高风险的作战环境下，决策的质量直接关系到战果。我们将深入研究决策的认知过程，包括风险评估、不确定性处理、群体决策 dynamics 等。分析常见的认知偏差（如确认偏误、锚定效应）如何影响舰艇指挥官和操作员的判断，并提出相应的规避策略。 2. 人类生理与心理因素： 身体工效学（Ergonomics）： 舰艇内部空间狭小、操作姿势不适、长时间工作是普遍现象。我们将从人体尺寸、动作范围、体力消耗等方面，探讨如何通过优化座椅设计、操作台布局、工具人体工学设计，减少操作员的疲劳和运动损伤，提高其工作舒适度和效率。 环境因素： 舰艇内部的光照、噪音、温度、振动、空气质量等环境因素，都会对操作员的生理和心理状态产生显著影响。本书将分析这些环境因素对人体表现的影响机制，并探讨如何通过科学的环境控制和防护措施，营造适宜的操作环境。 心理压力与情绪： 战场环境的极度压力、长时间的隔离、对未知的恐惧，都可能导致操作员出现焦虑、疲劳、判断失误等问题。我们将研究压力对人体表现的影响，以及如何通过压力管理、团队心理支持、缓解措施等，维持操作员的心理稳定和最佳工作状态。 3. 人机交互（Human-Computer Interaction, HCI）原则： 可用性（Usability）： 舰载设备的界面是否直观易懂？操作是否简单高效？用户是否能快速学会使用？我们将借鉴HCI领域的可用性原则，如一致性、反馈、效率、容错性等，应用于舰载控制面板、显示器、软件界面等的设计，确保设备能够被用户方便、有效地使用。 用户体验（User Experience, UX）： 除了功能性，我们还会关注用户在使用舰载设备时的整体感受。是否感到流畅、愉悦，还是沮丧、困惑？良好的用户体验能够提升操作员的满意度和任务表现。 三、 人因工程在海军舰艇设计中的应用：从蓝图到实体 将人因工程理念融入舰艇设计的早期阶段，能够从根本上解决许多潜在问题，避免后期昂贵的修改。本书将详细阐述人因工程如何在舰艇设计的各个环节发挥作用。 1. 舰艇总体布局与空间设计： 人流与工作流分析： 舰艇内部的通道、舱室的划分，需要考虑到人员的日常活动、紧急情况下的疏散路径，以及不同岗位人员之间的协同工作流程。我们将分析如何通过优化布局，提高效率，减少交叉感染，并确保人员在紧急情况下的快速响应。 舰员生活空间： 舰员的休息、餐饮、娱乐等生活空间的设计，与舰员的身心健康、士气、长期部署的适应性息息相关。我们将探讨如何通过合理规划，提升舰员的生活质量。 战场信息空间： 战斗信息中心（CIC）、舰桥等关键区域的设计，需要充分考虑信息的可视性、声学环境、工作站布局，以及人员之间的沟通效率。 2. 舰载设备与控制系统设计： 控制面板与显示界面： 如何设计清晰、简洁、信息层级分明的控制面板和显示器？我们将探讨按钮、开关、旋钮的布局原则，符号与文字的识别性，以及图形化界面的信息呈现方式。 警报与告警系统： 舰艇面临着各种潜在的危险，有效的警报系统至关重要。本书将研究警报的优先级、响度、频率、编码方式，以及如何避免警报疲劳，确保关键告警能够被及时接收和响应。 自动化与半自动化系统： 随着自动化水平的提高，人与机器的界限变得模糊。如何设计智能辅助系统，在提供便利的同时，又不至于让操作员过度依赖而丧失基本技能？我们将探讨人机协同工作的模式。 操作工具与设备： 从手动工具到舰载武器操作界面，人因工程都应贯穿其中，以提高操作的精确性、便捷性和安全性。 3. 舰载信息系统与通信系统设计： 态势感知显示： 如何将复杂的战场态势以直观、易于理解的方式呈现给指挥官和操作员？我们将探讨态势感知图（Common Operational Picture, COP）的设计原则，以及可视化技术在信息呈现中的作用。 通信接口设计： 内部通信、对外通信系统的设计，需要考虑到不同用户、不同环境下的使用便捷性和信息传递的可靠性。 4. 舰载武器系统人因设计： 火控系统操作： 瞄准、跟踪、发射等一系列操作，对操作员的精密度和反应速度要求极高。如何设计直观的瞄准界面、易于操作的控制杆，以及提供有效的反馈机制，以提升打击精度和反应速度。 武器装卸与维护： 这些操作往往涉及重体力劳动和高风险环境，人因工程设计能够有效降低操作员的负荷和事故发生率。 四、 人因工程在海军舰艇操作与训练中的应用：发挥最大效能 优秀的设计固然重要，但操作员的熟练度和应变能力更是决定作战效能的关键。人因工程同样为舰艇的操作与训练提供了重要的指导。 1. 舰员训练与技能培养： 训练方法优化： 基于人因工程原理，设计更有效的训练方案，包括模拟训练、任务导向型训练、情景模拟训练等。如何根据不同岗位的认知负荷和操作要求，量身定制训练内容。 疲劳与压力管理： 训练本身也会带来生理和心理的压力。如何通过合理的训练强度安排、休息机制，以及心理调适训练，确保训练效果的最大化，并避免训练过度。 知识管理与传递： 如何将宝贵的经验和知识有效地传递给新一代舰员，并建立持续学习的机制。 2. 作业流程与应急预案设计： 标准化作业程序（SOP）： 设计清晰、简明的SOP，减少操作员的思考负担，提高操作的标准化和一致性。 应急响应与故障排除： 在紧急情况下，操作员需要迅速准确地判断并执行预案。本书将研究如何设计易于理解和执行的应急流程，以及提供有效的故障排除指导。 团队协同作战： 舰艇作战是一个高度协作的过程。人因工程将关注团队成员之间的沟通、信息共享、任务分配，以及如何通过训练提升团队的整体作战效能。 3. 舰员健康与安全管理： 事故调查与根本原因分析： 当事故发生时，深入分析人为因素在其中的作用，是改进设计和操作规程的关键。我们将探讨事故调查的方法，以及如何从人因角度识别和解决问题。 工作负荷监测与管理： 识别高负荷时段，并采取相应的减负措施，避免操作员的过度疲劳和判断失误。 心理健康支持： 关注舰员的心理健康，提供必要的心理咨询和支持，确保其在长期部署和高压环境下能够保持最佳状态。 4. 舰载信息化作战中的人因挑战： 网络中心战与信息融合： 在日益复杂的网络化作战环境中，如何处理海量信息，并做出快速决策？我们将探讨信息融合、态势感知、决策支持系统中的人因挑战。 对抗性环境下的信息安全： 人为因素也可能成为网络攻击的薄弱环节。如何通过教育和技术手段，提高舰员的网络安全意识和防护能力。 五、 未来展望：人因工程在海军舰艇发展中的持续演进 随着科技的飞速发展，海军舰艇的智能化、无人化趋势日益明显。人因工程将面临新的挑战和机遇。 1. 智能舰艇与自主系统的人因： 人机智能协同： 未来的舰艇将更多地依赖人工智能和自主系统。如何设计人机协同工作的界面和交互模式，确保人类仍然能够有效地监督、干预和控制自主系统？ AI的决策支持与可信度： 当AI提供决策建议时，如何确保操作员对其建议的理解、信任和有效利用？ 2. 虚拟现实（VR）与增强现实（AR）在训练与操作中的应用： VR/AR技术能够提供高度逼真的训练环境，以及在实际操作中提供实时指导。我们将探讨如何利用这些技术，提升舰员的技能和应变能力。 3. 舰员的个性化适配与人因模型： 随着对个体差异理解的加深，未来的舰艇设计和训练可能会更加注重对舰员个体能力的适配。 六、 结论：以人为本，铸就蓝色盾牌 《海军舰艇设计与操作中的人因》深刻认识到，在复杂多变的海洋环境中，再先进的武器装备，也离不开操作它的“人”。人因工程并非仅仅是技术细节的优化，更是对生命的尊重，对作战效能的追求，以及对国家安全的负责。通过将人因工程的理念贯穿于舰艇设计的全生命周期，从最初的规划到最终的维护，我们能够最大限度地发挥船员的智慧和潜力，规避人为因素带来的风险，从而建造出更安全、更高效、更具战斗力的海军舰艇，为捍卫国家海洋权益提供坚实的保障。

评分☆☆☆☆☆

“这本《海军舰艇设计和操作中的人因》真的让我耳目一新！我原本以为人因工程离我这种普通读者会很遥远，没想到这本书把它讲得如此生动有趣，甚至让我开始思考日常生活中很多被忽略的细节。比如，书中关于舰桥设计的部分，我读的时候脑海里就会不由自主地浮现出一些电影里的场景，想象着那些舰长和船员们是如何在有限的空间里，通过合理布局的仪器、清晰的指示灯，以及符合人体工学的座椅来确保航行安全和效率的。作者在描述的时候，不仅仅是枯燥的理论堆砌，而是会结合一些具体的案例，甚至是虚构的“如果……会怎样”的设想，来阐释人因原则的重要性。我特别喜欢其中一个关于应急照明的章节，它不仅仅讲了灯光的亮度、颜色，还考虑了人在紧急情况下可能出现的心理压力和生理反应，比如瞳孔放大、视野变窄等，然后针对这些情况给出了设计建议。这让我觉得，原来看似简单的灯光，背后蕴含了这么多科学的考量。读完之后，我对舰艇这种庞大而精密的机器，以及在其中辛勤工作的人们，有了更深的理解和敬意。它让我意识到，任何设计，无论大小，如果忽视了人的因素，都可能在关键时刻埋下隐患。这本书的语言风格也很平易近人，即使是没有专业背景的读者，也能轻松理解其中的道理。我强烈推荐给所有对军事、工程或者仅仅是对“如何让事物变得更好用”感兴趣的朋友们。”

评分☆☆☆☆☆

“当我翻开《海军舰艇设计和操作中的人因》这本书时，我脑海中浮现的是那些严谨的军事题材电影，以及我一直以来对海军的敬畏。我以为这本书会是一本厚重的、充满了技术术语的专业手册。但事实证明，我的想法过于局限了。作者用一种非常引人入胜的方式，将人因工程的精髓渗透到海军舰艇的每一个角落。他不仅仅是在讲理论，更是在讲故事，讲那些关于如何让舰艇更安全、更高效、更舒适的智慧。我特别喜欢书中关于“可操作性”的探讨，它让我理解了为什么有些设计看似简单，却能极大地提升使用者的体验。例如，书中对通信系统界面的设计分析，就细致到了每一个图标、每一个文字的字体和大小，以及它们在屏幕上的位置，如何直接影响到信息传递的速度和准确性。作者还结合了一些历史上的事故案例，深入分析了事故背后隐藏的人因因素，并以此为基础，提出了改进设计和操作流程的建议。这让我感受到，人因工程并非只是为了“好看”或“方便”，而是在攸关生死、任务成败的领域，发挥着至关重要的作用。这本书的叙述方式非常流畅，仿佛一位经验丰富的海军指挥官在娓娓道来，让你在不知不觉中，就对舰艇设计和操作有了全新的认识。它不仅让我看到了军事工程的严谨，更看到了人性的温暖和智慧的光辉。我强烈推荐这本书给所有对军事科技、工程设计，或者仅仅是对“如何更好地与工具互动”感兴趣的人。”

评分☆☆☆☆☆

“老实说，《海军舰艇设计和操作中的人因》这本书，我当初拿到它时，心里的预期是有点复杂。一方面，我对这个主题本身充满好奇，想知道在军事这样高压的环境下，人因工程究竟能发挥多大的作用；另一方面，我又担心它会过于学术化，让我难以消化。幸运的是，这本书完全打破了我的顾虑。作者以一种非常接地气的方式，将复杂的人因学理论融入到舰艇设计的各个环节。他不仅仅是在讲述“为什么”要考虑人因，更重要的是，他在书中提供了大量的“如何做”。比如，关于舰艇内部空间布局的部分，他详细阐述了如何通过优化通道宽度、设置休息区域、减少噪音干扰等方式，来提高舰员的工作效率和身心健康。我读到关于驾驶舱设计的部分，简直是惊为天人。作者竟然能够如此细致地分析不同按钮的形状、大小、颜色，以及它们之间的排列方式，如何影响到舰员的触觉和视觉识别，从而降低误操作的风险。他还通过一些案例，生动地说明了即使是很小的设计失误，也可能在关键时刻导致严重的后果。这本书的语言风格非常朴实，没有那些生硬的专业术语，即使是我这样的门外汉，也能轻松理解其中的精髓。它让我意识到，在冰冷严苛的钢铁巨兽背后，跳动的是一颗颗鲜活的心脏，而设计，正是连接人与机器最关键的桥梁。这是一本真正能够启发思考、拓宽视野的好书。”

评分☆☆☆☆☆

“我拿到这本《海军舰艇设计和操作中的人因》时，说实话，我对它的期望值不高。我一直觉得舰艇设计这种专业性很强的领域，其相关书籍要么枯燥乏味，要么晦涩难懂。然而，这本书却给了我一个巨大的惊喜！作者在书中并非照本宣科，而是巧妙地将复杂的工程理论与人性化的考量相结合，为我打开了一个全新的视角。尤其是在介绍舰载武器系统的操作界面设计时，他详细地分析了不同操作模式的优缺点，以及如何通过合理的界面布局和信息呈现，来减少误操作的可能性。书中提到的一些关于认知负荷和决策支持的论述，让我联想到了我在工作中遇到的类似问题，也对如何改进流程有了新的启发。我印象特别深刻的是，作者通过分析舰员在长时间值班、疲劳状态下可能出现的判断失误，来强调人因在保障任务成功中的核心作用。他并没有简单地指责人的失误，而是深入探究了导致失误的设计和环境因素，并提出了切实可行的解决方案。这本书的写作风格非常严谨，但又不失灵活性，能够让你在学习专业知识的同时，感受到作者对舰艇操纵人员的关怀和尊重。我从中不仅学到了舰艇设计的奥秘，更体会到了“以人为本”的设计理念在任何领域都至关重要。这是一本值得反复阅读、细细品味的佳作，它将带给你超越你想象的收获。”

评分☆☆☆☆☆

“这本书《海军舰艇设计和操作中的人因》，简直就是一本关于“智慧”的百科全书！我原本对舰艇的了解仅限于那些雄伟的外观和强大的火力，但阅读此书后，我才明白，真正让一艘舰艇高效运转的，是隐藏在每一个细节背后的人性化设计。作者通过生动形象的语言，将那些抽象的工程学概念，比如人体测量学、工作负荷、信息处理等，转化成了易于理解的图景。我尤其欣赏书中对不同舰型、不同任务背景下，人因工程应用的差异化分析。它不是一概而论，而是会针对具体情况给出量身定制的建议。比如，在描述航母的飞行甲板设计时，作者就详细分析了如何通过灯光、标识、语音提示等多种手段，来协同飞行员、指挥员和地勤人员，在高压、高风险的环境下确保每一次起降的安全。这不仅仅是技术问题，更是对人类生理和心理极限的深刻洞察。书中的一些讨论，甚至让我开始反思自己生活中的一些习惯和选择，原来我们每天都在不自觉地与各种“人因设计”打交道。这本书的结构也非常清晰，章节之间的逻辑联系紧密，让你能循序渐进地掌握知识。我真心觉得，这本书不仅对于海军舰艇设计和操作领域的人员来说是宝贵的财富，对于任何关心人类效率和福祉的人，都是一本值得深入研读的启迪之作。它会让你看到，人类的智慧是如何体现在最精密、最严苛的设计中的。”