前言
人因工程的问题广泛蕴含在各种交通运输系统中,包括公路、铁路、航空航天、水路等系统,换句话说,交通系统中人的因素是不可或缺的内容。交通人因工程学应运而生。
交通人因工程学是建立在人类科学、交通科学和相关工程科学、社会科学之上的一门综合性交叉学科,交通人因工程学的研究对象是“交通系统中的人-机-环境”,也即交通人-机-环境系统。交通人因工程需要研究交通系统中包含的人、机、环境各因素,更要从系统的角度着重研究人-机-环境系统的总体属性,以及它们之间相互关系的规律。交通人因工程设计的对象是交通系统中的各种人机界面、人机交互和人机关系,涉及人体解剖学、生理学、心理学、生物力学等人的因素,要达到的目标是实现人类出行活动的安全、舒适、便捷、高效等性能。
概括起来,交通人因工程是基于人的因素(包括人的几何尺寸、生理和心理特性)研究交通人-机-环境系统的安全性、便捷性和舒适性。人的因素是研究的出发点,也是应用的落脚点。交通人机系统是典型的人-机-环境系统,交通系统中的很多问题都涉及人的因素,交通人因工程目前已成为非常重要的交叉学科,对交通人机系统的研究和改进有助于提升交通系统的安全、便捷和生态等方面性能,未来的“出行即服务”系统也是交通人因工程的发展目标。
本书的主题“交通人因工程的理论方法与应用实践”是在车辆与交通智能化发展大潮之下,对人因工程理论与实践带来的更高的挑战和发展。从人机共驾到无人驾驶,从“互联网+”到“万物互联”,从“智能共享”到“出行即服务”,从传统能源到可持续新能源,诸多方面的全新目标将驱动人因工程学科在人工智能、互联网和大数据等新技术的作用下,带来更高水平的交通安全、出行便利与驾乘舒适体验,达到“人-机-环境一体化”理念的更高境界。
本书在介绍面向交通领域人因工程的理论、实验与设计方法基础上,结合最新的标准规范,突出呈现人因工程在交通工具、交通设施、交通信号和交通安全等领域的典型应用,力求为新形势下交通人因工程教学与科研的发展提供全新的参考教程与实用资料。
本书内容共分10章。第1章“人因工程学概论”介绍人因工程的基本概念、发展历程与主要领域应用方向; 第2章“交通人因工程研究方法”展示交通人因工程学的理论、实验研究与设计的方法,包括数据调查、计算机仿真、驾驶模拟等重要方法; 第3章“人体尺寸与出行空间设计”介绍人体尺寸的标准化数据及对应的作业空间、出行空间设计规范; 第4章“人的感知特性与运动特性”浓缩人的基本感知性能和运动特性基础; 第5章“人的视觉与光环境设计”凝练人的视觉特性及面向交通光环境的设计应用; 第6章“人的听觉与声环境设计”阐述人的听觉特性及其面向交通环境噪声防治的设计应用; 第7章“人的交通行为分析”讨论人的认知、决策和选择等行为的内涵及应用; 第8章“交通人机界面设计”聚焦人机系统的显示装置、操纵装置及具体的交通信息显示和交通工具操纵装置设计,特别关注智能座舱的人机界面设计体系; 第9章“交通事故人因分析”面向交通安全和事故预防,分析挖掘交通事故中包含的人的因素; 第10章“典型交通人因工程设计案例”给出人因工程在交通工具、交通设施、交通信号及交通安全研究领域的具体应用案例,作为全书内容的总结和运用。全书内容丰富,主题新颖,集成汇编了最新的有关交通人因工程的素材资料,充分反映了交通人因工程学的学科交叉体系。
感谢参与内容编撰的人员: 赵俊玮、黄周策、司响、于国栋、程瑞、陈丽洁、刘浩、韩亚希、盘烨、朱蒋琪、高毅巍等。
本书获得国家自然科学基金项目(No.52072214)、(No.52262047)的资助。
由于作者的水平有限,对于书中可能出现的问题和纰漏,敬请读者指正。
作者
2023年4月于清华园