蔡佳妮，方衛(wèi)寧

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軌道交通控制中心人因工程設(shè)計(jì)

蔡佳妮1，方衛(wèi)寧2

（1. 上海申通地鐵集團(tuán)有限公司技術(shù)中心，上海 201103； 2. 北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044）

從運(yùn)營(yíng)需求出發(fā)，以人因工程學(xué)原則和ISO 11064等系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，對(duì)軌道交通控制中心人因工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和評(píng)估方法進(jìn)行研究。將以人為中心的理念整合到控制中心的設(shè)計(jì)中，提出我國(guó)軌道交通控制中心人因工程設(shè)計(jì)框架和評(píng)估方法，對(duì)控制中心布局設(shè)計(jì)以及各個(gè)環(huán)節(jié)的人因工程設(shè)計(jì)流程進(jìn)行探討，并對(duì)控制中心聲光熱環(huán)境設(shè)計(jì)的影響因素進(jìn)行分析，為我國(guó)軌道交通控制中心的人性化設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。

軌道交通；控制中心；人因工程

1 研究背景

軌道交通控制中心設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涉及規(guī)劃、建筑、通信、信號(hào)、綜合監(jiān)控、消防等多個(gè)專業(yè)。目前在我國(guó)，軌道交通控制中心設(shè)計(jì)缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在不少城市的控制中心建設(shè)過程中，各個(gè)專業(yè)各自為政，缺乏從最終運(yùn)營(yíng)使用角度進(jìn)行的系統(tǒng)性規(guī)范，導(dǎo)致不少控制中心建成以后出現(xiàn)諸多問題：如空調(diào)系統(tǒng)未考慮設(shè)備發(fā)熱和人員需求；控制中心設(shè)置在建筑頂層，對(duì)建筑防水缺乏針對(duì)性的嚴(yán)格措施；照明設(shè)計(jì)忽略了眩光影響；中心顯示屏幕及控制臺(tái)設(shè)計(jì)沒有考慮作業(yè)者的人體尺寸和所需的作業(yè)空間等。此類問題在我國(guó)軌道交通控制中心設(shè)計(jì)中還有很多，不僅造成了使用的困難，也增加了人誤風(fēng)險(xiǎn)和二次改造資金成本。因此，為了確保各系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，方便調(diào)度員對(duì)運(yùn)營(yíng)過程實(shí)施全面的集中監(jiān)控和管理，有必要從使用者的角度出發(fā)，探討如何用人機(jī)環(huán)系統(tǒng)工程的方法來設(shè)計(jì)控制中心。

Takashi Naito[1]認(rèn)為控制中心設(shè)計(jì)不同于一般的辦公室設(shè)計(jì)，它是通過應(yīng)用以人為中心的設(shè)計(jì)方法來達(dá)到平衡系統(tǒng)舒適性和功能性的目的，設(shè)計(jì)需求通常包括：正常和緊急情況下控制中心的運(yùn)行任務(wù)和運(yùn)行組織、相關(guān)行業(yè)控制中心設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及人因工程學(xué)相關(guān)要求3個(gè)方面。E. Johan Hendrikse 等[2]指出，在控制中心的設(shè)計(jì)過程中，需要應(yīng)用人為因素以期消除或最大限度地減少人為失誤的發(fā)生，提高作業(yè)者的工作效率。目前國(guó)外已有相關(guān)的規(guī)范被用于指導(dǎo)控制中心的人因工程學(xué)設(shè)計(jì)，其中最具代表性的是ISO 11064控制中心的人類工效學(xué)設(shè)計(jì)系列標(biāo)準(zhǔn)。2008—2011年，我國(guó)將ISO 11064[3-9]進(jìn)行了部分引入，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院將ISO 11064-1—ISO 11064-3等效采用，形成了國(guó)標(biāo)GB/T 22188.1—GB/T 22188.3[10-12]。

隨著地鐵對(duì)運(yùn)營(yíng)安全和管理水平的要求不斷提高，在軌道交通運(yùn)營(yíng)過程中被監(jiān)控對(duì)象之間的關(guān)系越來越復(fù)雜，監(jiān)視、控制、操作和管理漸趨集中，安全性、可靠性越來越受到重視[13]。在這種更安全、更可靠和更高效要求的驅(qū)動(dòng)下，信息技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)使得自動(dòng)化和集中監(jiān)控技術(shù)越來越多地應(yīng)用于軌道交通控制中心的人機(jī)交互中。這種技術(shù)的進(jìn)步使控制中心人機(jī)接口更加集中，信息量和工作負(fù)荷更大，任務(wù)更復(fù)雜，隨之帶來的是人為失誤發(fā)生概率的增加，因此對(duì)控制中心的安全性和可靠性提出更高的要求。

筆者根據(jù)人因工程學(xué)原理，依據(jù)ISO 11064系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)軌道交通控制中心的人因工程設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。將以人為中心的設(shè)計(jì)方法整合到軌道交通控制中心的設(shè)計(jì)中去，為使用者提供一個(gè)高效的作業(yè)環(huán)境，使作業(yè)者獲得較高的操作舒適性和滿意度，降低作業(yè)帶來的職業(yè)病傷害和人誤風(fēng)險(xiǎn)。

2 軌道交通控制中心的特征

軌道交通控制中心是軌道交通線路最高控制、管理指令發(fā)出的所在地，其主要功能是對(duì)地鐵全線所有運(yùn)行車輛、區(qū)間和車站及乘客進(jìn)行全面監(jiān)視、控制、協(xié)調(diào)、指揮、調(diào)度和管理，保障列車有效運(yùn)行和乘客安全?？刂浦行南到y(tǒng)包括信號(hào)、通信、電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）等人機(jī)接口工作站，控制中心工作人員，操作與應(yīng)急規(guī)程以及相關(guān)設(shè)施或設(shè)備的總體，它們共同維持控制中心功能的正確執(zhí)行。

近年來，隨著技術(shù)設(shè)備的現(xiàn)代化和復(fù)雜化，對(duì)控制中心作業(yè)者的任務(wù)要求也越來越高。隨著效率提高與系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，作業(yè)者進(jìn)行決策時(shí)需要面臨更大的壓力?？刂浦行淖鳂I(yè)者需要面臨如目標(biāo)沖突、應(yīng)急處置、管理和社會(huì)壓力等問題?？刂浦行牡慕M織結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)控制中心的工作產(chǎn)生影響，作業(yè)者之間、作業(yè)者與管理者之間的溝通對(duì)構(gòu)建一個(gè)舒適的工作環(huán)境十分關(guān)鍵。目前我國(guó)軌道交通控制中心呈現(xiàn)以下4方面特點(diǎn)。

2.1 網(wǎng)絡(luò)集約化

我國(guó)不少城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐步形成，軌道交通控制中心運(yùn)營(yíng)管理開始由單/多線路管理向網(wǎng)絡(luò)化管理轉(zhuǎn)變，需要在基于現(xiàn)有各個(gè)單/多線路控制中心之上，從整個(gè)線網(wǎng)層面管理城市軌道交通。針對(duì)軌道交通線路OCC、換乘車站、大型車站和相關(guān)場(chǎng)所等重要對(duì)象，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)級(jí)監(jiān)控、協(xié)調(diào)、指揮管理和信息共享[14]；實(shí)現(xiàn)各條線路之間的協(xié)調(diào)和運(yùn)營(yíng)管理。在緊急事件發(fā)生時(shí)，通過采集各線路行車運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)和視頻等信息，利用有/無線等通信手段進(jìn)行應(yīng)急指揮；同時(shí)，通過線網(wǎng)控制中心與城市其他交通系統(tǒng)保持聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)城市各種交通的協(xié)調(diào)指揮。

上海作為國(guó)內(nèi)較早進(jìn)入城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)與運(yùn)營(yíng)階段的城市，在軌道交通網(wǎng)絡(luò)初具規(guī)模時(shí)，面對(duì)當(dāng)時(shí)對(duì)線網(wǎng)層面的整體監(jiān)控與協(xié)調(diào)的迫切需求，于2007年5月建成了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)與應(yīng)急指揮中心（COCC，含ETC功能）。隨后2008年北京地鐵建立了覆蓋全市交通統(tǒng)一管理與協(xié)調(diào)的指揮中心，整合了10條軌道交通線路運(yùn)行控制中心（OCC）及聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)線路控制中心（LC），有效實(shí)現(xiàn)了各個(gè)線路系統(tǒng)信息的共享，優(yōu)化了調(diào)度人力資源，減少了運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，滿足了及時(shí)、高效處理緊急事件的需求。這種集中式的軌道交通控制中心的設(shè)置能大大提升線網(wǎng)控制中心綜合協(xié)調(diào)指揮和應(yīng)急處置能力，已經(jīng)成為未來我國(guó)城市軌道交通控制中心的發(fā)展趨勢(shì)。

2.2 數(shù)字綜合化

隨著計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)的快速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬增強(qiáng)，高速交換以太網(wǎng)技術(shù)的成熟，特別是實(shí)時(shí)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的廣泛應(yīng)用，使得軌道交通綜合自動(dòng)化監(jiān)控成為可能。軌道交通控制中心信息綜合數(shù)字化的發(fā)展，有效提高了各系統(tǒng)之間的信息關(guān)聯(lián)程度，具有較高的處理突發(fā)事件的綜合應(yīng)變能力。

信息的綜合化、數(shù)字化顯示大大提高了人機(jī)接口的自動(dòng)化程度，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)處理能力，提高了信息顯示的集成度，也帶來了信息量的海量劇增，特別是在異常狀況下信息量過大，調(diào)度員不能直接搜索或直觀地獲取相關(guān)信息，無法及時(shí)了解正在變化的信息，這無疑會(huì)增加調(diào)度員的工作負(fù)荷，可能造成重要信息的延誤接收或遺漏。

2.3 專業(yè)協(xié)同化

隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)組織格局的逐漸形成，在運(yùn)營(yíng)策劃、運(yùn)營(yíng)安全保障、運(yùn)營(yíng)監(jiān)管指揮、運(yùn)營(yíng)異常事件處置、運(yùn)營(yíng)信息發(fā)布等方面都對(duì)控制中心提出了專業(yè)協(xié)同化的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)管理需求。以目前正在建設(shè)的上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)指揮中心為例，其采用了多層級(jí)的統(tǒng)一調(diào)度指揮模式，其中COCC通過C3平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)級(jí)的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)監(jiān)控、協(xié)調(diào)與應(yīng)急處置。電調(diào)中心利用電網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)負(fù)責(zé)電網(wǎng)和能源監(jiān)測(cè)，通過制定線網(wǎng)電力支援預(yù)案，實(shí)現(xiàn)軌道交通線網(wǎng)電力調(diào)度及主變電所資源共享。通過COCC級(jí)、OCC級(jí)、車站級(jí)三級(jí)終端/移動(dòng)終端，將各級(jí)的指令匯報(bào)數(shù)字化上傳下達(dá)，實(shí)現(xiàn)各崗位操作執(zhí)行流程與結(jié)果在系統(tǒng)內(nèi)數(shù)字化、結(jié)構(gòu)化交互與存儲(chǔ)，從而在日常運(yùn)營(yíng)和異常事件處置的過程中實(shí)現(xiàn)更有效的多級(jí)聯(lián)動(dòng)和全局信息共享。

2.4 駕駛自動(dòng)化

軌道交通智能化已經(jīng)成為未來的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)公共交通國(guó)際聯(lián)會(huì)（UITP）2016年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，全世界已有四大洲37個(gè)城市開通了全自動(dòng)運(yùn)行的地鐵，共計(jì)55條線路。北京市計(jì)劃除延伸線外的新建線路都采用全自動(dòng)駕駛技術(shù)（FAO），到2020年北京市全自動(dòng)運(yùn)行的地鐵里程將升至200 km以上，超過運(yùn)行線路的1/5。

采用全自動(dòng)駕駛技術(shù)不僅提高了軌道交通運(yùn)行的安全性和效率，更多帶來的是人—機(jī)關(guān)系的改變。FAO技術(shù)在降低人力成本、提高系統(tǒng)效率的同時(shí)也帶來了兩方面的問題：一方面是列控系統(tǒng)控制出現(xiàn)集中化趨勢(shì)[15]，僅由少數(shù)人就能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控，這使得大量的潛在危險(xiǎn)集中在少數(shù)人員身上；另一方面為了防止設(shè)備失效和人為錯(cuò)誤對(duì)列車運(yùn)行安全的影響，采用了多重、多樣的檢測(cè)裝置和安全措施以提高行車系統(tǒng)的安全性，但這也增強(qiáng)了人員對(duì)系統(tǒng)的依賴性，降低了其對(duì)系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)的警覺性。

軌道交通控制中心與工業(yè)過程控制中心相比，不僅存在數(shù)字海量信息和有限顯示的矛盾，而且由于涉及乘客安全，其組織管理結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，專業(yè)協(xié)同更加突出。未來FAO控制中心在人機(jī)功能分配、人力資源配置、應(yīng)急規(guī)劃決策、運(yùn)營(yíng)安全管理、綜合信息監(jiān)控等方面也將面臨一系列新的挑戰(zhàn)。實(shí)現(xiàn)城市軌道交通控制中心的安全運(yùn)行，僅依靠提高系統(tǒng)設(shè)備的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，人作為人—機(jī)—環(huán)交互系統(tǒng)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，在安全可靠的運(yùn)營(yíng)中擔(dān)負(fù)著重要的角色。因此，在控制中心的設(shè)計(jì)過程中，除了考慮其自身的運(yùn)營(yíng)需求外，還需要考慮控制中心人的作業(yè)需求。

3 人因工程設(shè)計(jì)

軌道交通控制中心人因工程設(shè)計(jì)主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)行車、環(huán)境、乘客、供電及車站主要設(shè)備在其所有正常和異常工況下，安全有效地運(yùn)行?？刂浦行男枰獮閷?shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)提供所必需的信息輸入、人機(jī)接口和相關(guān)設(shè)備，為調(diào)度員提供一個(gè)利于任務(wù)執(zhí)行且無不適感和人身危險(xiǎn)的工作環(huán)境。在控制中心設(shè)計(jì)過程的各個(gè)階段，人員、軟硬件、工作環(huán)境、操作和管理都應(yīng)進(jìn)行協(xié)調(diào)整合，必須將特定人的特征納入設(shè)計(jì)要求中。軌道交通控制中心的設(shè)計(jì)以提高調(diào)度員工作績(jī)效為目的，控制中心人因工程的設(shè)計(jì)要素如圖1所示。

圖1 軌道交通控制中心人因工程設(shè)計(jì)要素

軌道交通控制中心人因工程設(shè)計(jì)主要包括控制中心優(yōu)化布局、控制臺(tái)及聲、光、熱環(huán)境的設(shè)計(jì)。控制中心的布局設(shè)計(jì)主要是為了優(yōu)化各崗位之間的協(xié)同作業(yè)、減少相互間的干擾以及有效地實(shí)現(xiàn)信息共享；控制臺(tái)的設(shè)計(jì)是為了提高易操作性，減少職業(yè)健康傷害；照明優(yōu)化設(shè)計(jì)是為了減少長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)視作業(yè)導(dǎo)致的視覺疲勞，提高視覺作業(yè)績(jī)效；空調(diào)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)是為了提高環(huán)境的舒適性；聲學(xué)設(shè)計(jì)是為了減少噪聲干擾，改善語音通信環(huán)境，有利于人員之間的語言交流和對(duì)報(bào)警信息的監(jiān)聽。

3.1 布局設(shè)計(jì)

控制中心的布局設(shè)計(jì)是運(yùn)用功能聯(lián)系將多個(gè)調(diào)度臺(tái)布置在控制中心的有效空間內(nèi)，將功能群組轉(zhuǎn)換為適當(dāng)尺寸大小的工作站控制臺(tái)，并通過調(diào)整布局來保證所有人員和設(shè)備的工作、流通和維修空間?？刂浦行脑诓季謺r(shí)需要考慮運(yùn)行任務(wù)的需求、群體間的協(xié)同作業(yè)、各崗位的職責(zé)分工和監(jiān)督要求、各崗位之間的操作聯(lián)系、信息共享、環(huán)境限制（如窗戶與顯示屏的相對(duì)位置）以及人員通道和設(shè)備安裝維修空間等因素，控制中心的布局設(shè)計(jì)必須滿足軌道交通運(yùn)行規(guī)范的要求，其具體的設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

圖2 軌道交通控制中心布局設(shè)計(jì)流程

控制中心布局設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：作業(yè)崗位人員及設(shè)備的確定；共享顯示幕墻可視性設(shè)計(jì)；各功能區(qū)及各崗位關(guān)聯(lián)作業(yè)需求分析與布局；人員通道及維修空間的設(shè)計(jì)。

3.2 控制臺(tái)設(shè)計(jì)

控制中心控制臺(tái)是調(diào)度員獲取、傳遞、處理信息的一個(gè)重要平臺(tái)，調(diào)度員作業(yè)活動(dòng)空間設(shè)計(jì)的合理性主要體現(xiàn)在控制臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)的合理性。控制臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮人的能力、生理限度和心理需要，控制臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)應(yīng)符合使用者的群體特征。

控制臺(tái)設(shè)計(jì)以作業(yè)分析為基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)的起始點(diǎn)是確定工作任務(wù)內(nèi)容和相應(yīng)的作業(yè)區(qū)域。另外，控制臺(tái)的形狀還受輸入設(shè)備的特征、通信設(shè)備和顯示裝置的使用方法、頻次以及與其他崗位相互聯(lián)系的影響。控制臺(tái)的人因設(shè)計(jì)流程如圖3所示。

控制臺(tái)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：崗位工作任務(wù)與設(shè)備需求分析；控制臺(tái)顯控器件布局設(shè)計(jì)；控制臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸及維護(hù)空間設(shè)計(jì)。

圖3 控制臺(tái)人因工程設(shè)計(jì)流程

3.3 熱環(huán)境設(shè)計(jì)

控制中心的熱環(huán)境直接影響人員的安全、健康、舒適和工作效率。室內(nèi)氣候條件必須予以適當(dāng)控制，以免由于熱輻射或熱空氣引起局部溫度升高?？刂浦行牡臒岘h(huán)境應(yīng)適應(yīng)人體要求和設(shè)備的需要，以防對(duì)人的心理和生理健康產(chǎn)生不良影響。

為確保調(diào)度人員的舒適，控制中心熱環(huán)境的各個(gè)參數(shù)應(yīng)控制在適宜的范圍內(nèi)，新鮮空氣的交換率應(yīng)可以調(diào)節(jié)，以保持良好的空氣質(zhì)量。暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備性能和布局位置與人員的活動(dòng)、穿著的服裝、人數(shù)變化、建筑物所處地理位置、設(shè)備/照明產(chǎn)生的散熱量、門窗的數(shù)量等因素密切相關(guān)。控制中心熱環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素如圖4所示。

圖4 控制中心熱環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素

控制中心熱環(huán)境設(shè)計(jì)內(nèi)容主要參照GB50736—2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》[16]中的相關(guān)規(guī)定。熱環(huán)境設(shè)計(jì)包括對(duì)控制大廳的空氣溫度、相對(duì)濕度及空氣流速3個(gè)方面內(nèi)容的綜合設(shè)計(jì)與評(píng)估，通過室內(nèi)熱舒適性預(yù)測(cè)平均評(píng)價(jià)（PMV）與熱舒適性預(yù)測(cè)不滿意百分比（PPD）兩個(gè)指標(biāo)來校核控制大廳熱環(huán)境是否滿足室內(nèi)舒適環(huán)境的要求。根據(jù)季節(jié)不同，應(yīng)分為冬季和夏季兩種情況分別設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)分析的內(nèi)容包括：溫度場(chǎng)分布、氣流速度場(chǎng)分布、相對(duì)濕度場(chǎng)分布、PMV和PPD分布。熱環(huán)境的人因設(shè)計(jì)流程如圖5所示。

3.4 照明環(huán)境設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮視覺作業(yè)的照明與視覺工效、舒適之間的關(guān)系。照明設(shè)計(jì)應(yīng)滿足正常和緊急情況下作業(yè)的視覺需要。判斷視覺舒適性標(biāo)準(zhǔn)的主要因素有：照度值、視野內(nèi)亮度分布、眩光控制、照明類型的選擇和光源配置。

控制中心照明工效學(xué)設(shè)計(jì)的目的是為作業(yè)者在作業(yè)點(diǎn)提供最佳的視覺環(huán)境，減少視覺疲勞，以達(dá)到最佳工效，避免工作失誤和信息誤讀。照明設(shè)計(jì)需要考慮的因素是人員作業(yè)及活動(dòng)的視覺需求、控制中心布局、作業(yè)場(chǎng)所設(shè)備、照明類型、作業(yè)流程及團(tuán)隊(duì)協(xié)作，應(yīng)考慮的因素如圖6所示。

圖5 控制中心熱環(huán)境人因工程設(shè)計(jì)流程

圖6 控制中心照明設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素

控制中心照明設(shè)計(jì)主要依據(jù)GB 50034—2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[17]，其設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：正常狀態(tài)和緊急情況下照明方式和種類的確定、照明光源及燈具的選擇、照度及眩光控制設(shè)計(jì)等，其中眩光控制設(shè)計(jì)采用視覺仿真的方法分析作業(yè)者視野范圍內(nèi)是否有眩光點(diǎn)的存在；若存在眩光，則評(píng)估該處的眩光指數(shù)是否低于最大眩光指數(shù)要求。照明環(huán)境的人因設(shè)計(jì)流程如圖7所示。

3.5 聲學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)

控制中心的噪聲作為一種刺激因素，會(huì)對(duì)作業(yè)人員產(chǎn)生干擾。軌道交通控制中心監(jiān)控作業(yè)是一種復(fù)雜腦力勞動(dòng)，需要注意力高度集中，噪聲環(huán)境會(huì)引起分心、注意力下降、甚至導(dǎo)致作業(yè)疲勞。特別是在緊急情況下，可能會(huì)影響重要的語音信息傳遞。因此在控制中心設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)控制中心音質(zhì)、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲以及相關(guān)設(shè)備的噪聲與振動(dòng)進(jìn)行控制。

圖7 控制中心照明環(huán)境人因工程設(shè)計(jì)流程

控制中心聲環(huán)境的人因工程設(shè)計(jì)目的是提供舒適的聽覺環(huán)境，方便人員之間的語言交流，改善語音通信環(huán)境以及有利于告警的監(jiān)聽。降低控制中心噪聲的主要措施有：進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的隔聲與吸音設(shè)計(jì)、采取隔振和消聲措施降低設(shè)備產(chǎn)生的噪聲、優(yōu)化信噪比以及減少聲音混響時(shí)間。與聲環(huán)境設(shè)計(jì)有關(guān)的各因素之間的關(guān)系如圖8所示。

控制中心聲學(xué)設(shè)計(jì)主要依據(jù)GB 50118《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》[18]、GB 50371《廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[19]和GB 3096—2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[20]進(jìn)行設(shè)計(jì)，其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：控制中心音質(zhì)設(shè)計(jì)、空調(diào)等設(shè)備降噪設(shè)計(jì)、建筑隔聲設(shè)計(jì)等，需要對(duì)吸聲材料對(duì)調(diào)度大廳內(nèi)工作區(qū)混響時(shí)間影響、語音清晰度以及設(shè)備噪聲對(duì)大廳工作區(qū)的聲學(xué)影響進(jìn)行分析。控制中心聲學(xué)人因設(shè)計(jì)流程如圖9所示。

圖8 控制中心聲學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素

圖9 控制中心聲學(xué)環(huán)境人因工程設(shè)計(jì)流程

4 人因工程評(píng)估

人因工程評(píng)估是驗(yàn)證控制中心施工設(shè)計(jì)方案是否滿足人因工程學(xué)相關(guān)規(guī)范的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，控制中心人因工程評(píng)估的主要依據(jù)是ISO11064控制中心的人類工效學(xué)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1—7。評(píng)估一般由除設(shè)計(jì)方和業(yè)主之外的第三方組織協(xié)調(diào)完成，第三方應(yīng)具備相應(yīng)的人因工程學(xué)的評(píng)估資質(zhì)，控制中心人因評(píng)估項(xiàng)目組織及實(shí)施流程如圖10所示。

在整個(gè)評(píng)估過程中，評(píng)估的參與方是以第三方人因評(píng)估方為主導(dǎo)的業(yè)主、設(shè)計(jì)方和施工方的多方組成，其目的是要將人因工程的規(guī)范和業(yè)主的需求落實(shí)到施工設(shè)計(jì)乃至整個(gè)工程的實(shí)施中，確保以人為中心的理念能得以貫徹和執(zhí)行。在評(píng)估過程中，依據(jù)科學(xué)的理論、技術(shù)和方法，用先進(jìn)的人因工程工具和手段對(duì)設(shè)計(jì)中的偏差進(jìn)行準(zhǔn)確量化的分析和評(píng)估，以保證其準(zhǔn)確性?？刂浦行娜艘蚬こ虒W(xué)各部分的評(píng)估內(nèi)容、依據(jù)及方法如表1所示。

圖10 控制中心人因工程學(xué)評(píng)估流程

表1 控制中心人因工程學(xué)各部分的評(píng)估內(nèi)容、依據(jù)及方法

5 結(jié)論

以ISO11064系列標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，提出了一種適用于軌道交通控制中心人因工程設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)和評(píng)估方法，能較好地將以人為中心的理念整合到控制中心的設(shè)計(jì)中，全面滿足現(xiàn)有控制中心人因工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，有效避免我國(guó)軌道交通控制中心建設(shè)中不良的人機(jī)界面和作業(yè)環(huán)境對(duì)行車運(yùn)營(yíng)安全造成的影響，降低人誤風(fēng)險(xiǎn)，提高運(yùn)營(yíng)使用方的滿意度。

隨著我國(guó)軌道交通產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，先進(jìn)的控制中心始終是提高軌道交通系統(tǒng)安全性和可靠性最有效的一種途徑，將人因工程的理念和方法應(yīng)用于控制中心設(shè)計(jì)必將對(duì)提升控制中心設(shè)計(jì)質(zhì)量、改善作業(yè)績(jī)效、保障運(yùn)營(yíng)安全發(fā)揮出積極的作用。

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（編輯：王艷菊）

Human Compatibility Design for Rail Transit Control Center

CAI Jiani1, FANG Weining2

(1. Technology Center, Shanghai Shentong Metro Co., Ltd., Shanghai 201103; 2. State Key Laboratory of Rail Traffic Control and Safety, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044)

From the point of view of operational needs and on the basis of ergonomic principles and standards such as ISO 11064, this study investigated the contents and evaluation methods of ergonomic design in rail transit control centers. The concept of “human-centered” is integrated into control center design. This paper proposes a human factor-based design framework and evaluation methods for rail transit control centers in China, discusses the layout design of the control center and the human factor design process in all links, and analyzes the influence factors of the environment design for sound, illumination, and temperature in the control center. This paper provides scientific guidance for user-friendly design of rail transit control centers in China.

rail transit; control center; ergonomics

10.3969/j.issn.1672-6073.2018.04.014

U231

A

1672-6073(2018)04-0069-08

2017-08-31

2017-12-20

蔡佳妮，女，碩士，高級(jí)工程師，從事軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心及自動(dòng)控制系統(tǒng)工作，gernee@163.com

方衛(wèi)寧，男，教授，從事軌道交通人因與工效學(xué)研究工作，wnfang@bjtu.edu.cn

重大工程: 上海市發(fā)展和改革委員會(huì)批復(fù)函（31010463175586 420151A2101001）