方衛(wèi)寧，王健新

（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）

1 引言

城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心是指調(diào)度人員通過(guò)使用通信、信號(hào)、綜合監(jiān)控（電力監(jiān)控、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警）、自動(dòng)售檢票等中央級(jí)系統(tǒng)操作終端設(shè)備，對(duì)城市軌道交通全線（多線或全線網(wǎng)）列車、車站、區(qū)間、車輛基地及其他設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行集中監(jiān)視、控制、協(xié)調(diào)、指揮、調(diào)度和管理的工作場(chǎng)所[1]。隨著城市軌道交通列車向全自動(dòng)運(yùn)行和智能化方向發(fā)展[2]，運(yùn)營(yíng)控制中心在運(yùn)營(yíng)指揮中的核心作用更為突出，原列車司機(jī)和車站乘務(wù)員的作業(yè)被移植到運(yùn)營(yíng)控制中心[3]，使其監(jiān)控范圍更廣泛、監(jiān)控功能更復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)集約化、數(shù)字綜合化的特點(diǎn)更為突出[4]。

城市軌道交通全自動(dòng)化和智能化使運(yùn)營(yíng)控制中心的人機(jī)接口密集化，調(diào)度員需處理的信息量和工作負(fù)荷顯著增加[5]，作業(yè)任務(wù)更為復(fù)雜，給運(yùn)營(yíng)控制中心的設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。目前我國(guó)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心設(shè)計(jì)缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在不少城市的運(yùn)營(yíng)控制中心建設(shè)過(guò)程中，各個(gè)專業(yè)各自為政，導(dǎo)致設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)使用脫節(jié)的情況屢有發(fā)生[4]。如何為調(diào)度員提供一個(gè)高效的作業(yè)環(huán)境，使其獲得較高的操作舒適性和滿意度，降低人為失誤，改善作業(yè)效率和職業(yè)病傷害的發(fā)生，是目前運(yùn)營(yíng)控制中心設(shè)計(jì)中需要解決的問(wèn)題。本文針對(duì)當(dāng)前城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心存在的問(wèn)題，從人因工程學(xué)的理論、方法、技術(shù)與相關(guān)規(guī)范出發(fā)，對(duì)運(yùn)營(yíng)控制中心設(shè)計(jì)中的人因問(wèn)題進(jìn)行研究。

2 運(yùn)營(yíng)控制中心發(fā)展特點(diǎn)

2.1 運(yùn)營(yíng)控制中心現(xiàn)狀

運(yùn)營(yíng)控制中心的基本功能是及時(shí)、準(zhǔn)確、完整地向作業(yè)者提供包括事故和災(zāi)害情況下的關(guān)于設(shè)備和系統(tǒng)功能狀態(tài)的信息，并盡可能地降低人員在監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)時(shí)的工作負(fù)荷，在合理分配各項(xiàng)功能的基礎(chǔ)上，使人和系統(tǒng)可以最大程度的發(fā)揮效能，同時(shí)還應(yīng)保證其具有調(diào)試、修改、維護(hù)的條件[6]。

目前我國(guó)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心根據(jù)其控制范圍的差異，大體上分為分散式、區(qū)域式與集中式3種類型。分散式（也叫單線式）是指線路獨(dú)立設(shè)置運(yùn)營(yíng)控制中心，各自獨(dú)立負(fù)責(zé)相關(guān)的行車、供電、消防、環(huán)控大系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)服務(wù)以及信息傳達(dá)等環(huán)節(jié)；區(qū)域式是指針對(duì)若干區(qū)域的線路及行車設(shè)備進(jìn)行劃分，分別進(jìn)行監(jiān)控指揮的運(yùn)營(yíng)控制中心形式；集中式則是將整個(gè)城市的運(yùn)營(yíng)控制中心集中于一處，以滿足城市近期線網(wǎng)規(guī)劃要求的建設(shè)形式，是管理控制范圍最廣的形式[7,8]。3類設(shè)置方案綜合比較如表1所示。

表 1 運(yùn)營(yíng)控制中心設(shè)置方案綜合比較

運(yùn)營(yíng)控制中心的建設(shè)、功能定位將直接影響城市的后續(xù)交通路網(wǎng)規(guī)劃落地，將對(duì)后期的運(yùn)營(yíng)管理產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，做好設(shè)計(jì)相關(guān)的前瞻性研究對(duì)于降低風(fēng)險(xiǎn)、避免不必要的資源浪費(fèi)、弱化工程建設(shè)與改建的影響，以及保障長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)安全和調(diào)度效能具有十分重要的意義[7]。運(yùn)營(yíng)控制中心作為“城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的大腦”是一個(gè)龐大的人-機(jī)-環(huán)綜合系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)的合理性將直接影響到人員的作業(yè)效率，從而關(guān)乎到整個(gè)城市軌道交通運(yùn)行系統(tǒng)的安全保障[9]。目前國(guó)外對(duì)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心的設(shè)計(jì)十分重視，普遍認(rèn)為：“將人為因素納入城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心的設(shè)計(jì)中是非常重要的，因?yàn)樗梢燥@著提高整個(gè)系統(tǒng)的控制效率和安全性”[10]。

2.2 運(yùn)營(yíng)控制中心發(fā)展趨勢(shì)

目前城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)為有效解決多專業(yè)高效協(xié)同問(wèn)題、提高車輛段運(yùn)行效率和正線自動(dòng)化程度等提供了一條有效的技術(shù)途徑[11]，因此在國(guó)內(nèi)外得到了快速的推廣和應(yīng)用。全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)備可靠性的提高使得信號(hào)與車輛、綜合監(jiān)控、通信等系統(tǒng)被深度集成，大大提升了城市軌道交通運(yùn)行系統(tǒng)的效率和可靠性，而運(yùn)營(yíng)控制中心作為其運(yùn)營(yíng)指揮的神經(jīng)中樞，在其系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中逐漸呈現(xiàn)出以下趨勢(shì)特點(diǎn)[4]。

（1）數(shù)字綜合化。設(shè)施設(shè)備的集中管理使系統(tǒng)對(duì)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的后臺(tái)處理能力需求進(jìn)一步提高。在前端，人機(jī)接口自動(dòng)化程度的提升增加了單位時(shí)間內(nèi)調(diào)度員接收的信息量，對(duì)信息呈現(xiàn)的內(nèi)容、組織和交互提出了新的要求。

（2）網(wǎng)絡(luò)集約化。運(yùn)營(yíng)控制中心將各不同線路的運(yùn)營(yíng)指揮人員集中于統(tǒng)一的物理空間內(nèi)，有助于實(shí)現(xiàn)各個(gè)線路系統(tǒng)間信息的快速交互，有利于調(diào)度人力資源的優(yōu)化和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本的控制，可以更好地滿足對(duì)緊急事件處置的時(shí)效需求。

（3）專業(yè)協(xié)同化。與線路間的集成類似，線路內(nèi)的不同調(diào)度專業(yè)在運(yùn)營(yíng)控制中心內(nèi)協(xié)同工作，采用的多層級(jí)統(tǒng)一調(diào)度指揮模式在日常運(yùn)營(yíng)和異常事件處置的過(guò)程中，有效實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)間的聯(lián)動(dòng)和全局信息共享。

（4）崗位綜合化。在全自動(dòng)運(yùn)行條件下，列車監(jiān)管、乘客監(jiān)控、車站控制、設(shè)備管理等越來(lái)越多的功能集中到了運(yùn)營(yíng)控制中心，并由調(diào)度人員通過(guò)控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)集中管理調(diào)度?？刂婆_(tái)調(diào)度的崗位設(shè)置、崗位職責(zé)劃分和崗位作業(yè)任務(wù)，相較于傳統(tǒng)駕駛模式發(fā)生了很大的變化，在全自動(dòng)運(yùn)行下調(diào)度人員職責(zé)呈現(xiàn)出綜合化的趨勢(shì)，承擔(dān)了更高的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。

運(yùn)營(yíng)控制中心的集約化、智能化在提高效率、保障安全、控制成本的同時(shí)，也將調(diào)度員在其中的作用放大，原本并不明顯的人因問(wèn)題也隨之暴露出來(lái)[9]。例如：數(shù)字綜合化的高集成度使調(diào)度員職能大幅整合，如何在有限的作業(yè)空間內(nèi)合理布置顯控器件；專業(yè)協(xié)同化對(duì)信息共同獲取、團(tuán)隊(duì)情景意識(shí)提出了更高要求，如何使共享視覺顯示器的效能充分發(fā)揮；線路集約化使不同專業(yè)、不同線路的人員位于同一建筑空間內(nèi)，如何在物理約束、溝通效率及人員流動(dòng)間尋找平衡；同時(shí)在高密度信息和高強(qiáng)度監(jiān)控任務(wù)下，運(yùn)營(yíng)控制中心的聲、光、熱環(huán)境對(duì)調(diào)度員生理、心理的影響更為突出。這些問(wèn)題都使得運(yùn)營(yíng)控制中心的設(shè)計(jì)面臨著新的挑戰(zhàn)。

3 人因問(wèn)題

城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心應(yīng)為調(diào)度員提供整套必要完善的人機(jī)接口，以及一個(gè)能保障人身安全、有助于職能發(fā)揮和職業(yè)健康保持的作業(yè)環(huán)境。在運(yùn)營(yíng)控制中心設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，人因工程可以從人-機(jī)-環(huán)-管系統(tǒng)工程的角度出發(fā)為硬件設(shè)施建造、系統(tǒng)軟件編制、作業(yè)環(huán)境布置提供重要參考，以達(dá)到提高作業(yè)者績(jī)效，保障運(yùn)營(yíng)安全與提高運(yùn)營(yíng)效率的目的。

城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心目前涉及的主要人因問(wèn)題如圖1所示，包括控制臺(tái)設(shè)計(jì)、共享視覺顯示器布局設(shè)計(jì)、空間布局設(shè)計(jì)及環(huán)境人因設(shè)計(jì)。其中，控制臺(tái)設(shè)計(jì)涉及調(diào)度員操作的便捷性，共享顯示器設(shè)置涉及團(tuán)隊(duì)成員之間信息的共享和溝通，空間布局設(shè)計(jì)涉及不同崗位之間的協(xié)同作業(yè)效率和應(yīng)急場(chǎng)景下的安全撤離，聲、光、熱環(huán)境設(shè)計(jì)涉及調(diào)度員的身心健康和作業(yè)效率。

圖1 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心主要涉及的人因問(wèn)題

3.1 控制臺(tái)設(shè)計(jì)

控制臺(tái)是調(diào)度員獲取、分析、處理、傳遞信息的主要平臺(tái)。調(diào)度員在控制臺(tái)上完成的主要任務(wù)有監(jiān)視控制臺(tái)上的顯示器，操縱控制臺(tái)和顯示器上的控制器件，記錄控制臺(tái)和顯示器上顯示的數(shù)據(jù)?？刂婆_(tái)還需要保障相關(guān)人員的維修工作和其他為完成工作任務(wù)有關(guān)的輔助活動(dòng)?？刂婆_(tái)設(shè)計(jì)需要考慮的人為因素如圖2所示。

圖2 控制臺(tái)設(shè)計(jì)中考慮的人為因素

作為調(diào)度員主要的作業(yè)空間，合理的控制臺(tái)設(shè)計(jì)需要遵循如下人因工程學(xué)原則。

（1）可容性原則。要求控制臺(tái)為調(diào)度員的活動(dòng)提供足夠的容納空間，至少滿足第95百分位男性等大體型作業(yè)者的凈空要求。

（2）可達(dá)性原則。要求相應(yīng)器件至少滿足第5百分位女性等小體型作業(yè)者所能觸及的范圍。

（3）可視性原則。要求控制臺(tái)確保調(diào)度員可以輕松看清顯示內(nèi)容，保證對(duì)不同生產(chǎn)資料的準(zhǔn)確認(rèn)讀。

（4）可調(diào)性原則。要求控制臺(tái)能夠充分適應(yīng)對(duì)尺寸、需求各異的調(diào)度員，同時(shí)也可為其活動(dòng)保留一定裕量，最終使控制臺(tái)充分滿足調(diào)度員為完成調(diào)度作業(yè)任務(wù)所提出的生理與心理需求。

控制臺(tái)作業(yè)空間的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮調(diào)度作業(yè)特點(diǎn)，必須按人體尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的大小必須在調(diào)度員群體中第5百分位至第95百分位可接受的范圍內(nèi)，使之與調(diào)度作業(yè)的內(nèi)容和工作性質(zhì)相適應(yīng)；人體尺寸的引入除上述可容性、可達(dá)性原則之外，還應(yīng)對(duì)衣著的影響進(jìn)行修正；坐姿是調(diào)度作業(yè)的主要工作姿勢(shì)，置腿空間設(shè)計(jì)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間坐姿作業(yè)來(lái)說(shuō)十分重要；同時(shí)由于視覺是絕大多數(shù)信息的輸入通道，因此觀察對(duì)象的位置、眼點(diǎn)、視野范圍也是控制臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮的問(wèn)題。

重要性、使用順序、使用頻率、功能分組等原則是控制臺(tái)上顯控器件布局設(shè)計(jì)的一般性原則，它們是從調(diào)度員作業(yè)角度出發(fā)，滿足其信息感知、空間活動(dòng)以及生理心理特性的需要。其中，顯示器件布局應(yīng)當(dāng)考慮調(diào)度員眼點(diǎn)、視距、字高等因素，并著重保障重要顯示信息的辨認(rèn)準(zhǔn)確性；控制器件布局則應(yīng)充分考慮既有控制器件的特性，根據(jù)使用特點(diǎn)將其布置在調(diào)度員手功能可及范圍內(nèi)。

調(diào)度控制臺(tái)的結(jié)構(gòu)尺寸一般以坐姿控制臺(tái)作為基礎(chǔ)，對(duì)于常見的固定臺(tái)面高度控制臺(tái)，應(yīng)以第95百分位男性作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)小身材調(diào)度員可通過(guò)可調(diào)式座椅、腳墊滿足通用性設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，控制臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮設(shè)備維護(hù)的工作空間，為維修活動(dòng)留有足夠的裕量，具體設(shè)計(jì)過(guò)程中可著重參考標(biāo)準(zhǔn)ISO 11064-4 : 2013 Ergonomic design of control centres — Part 4 : Layout and dimensions of workstations[12]。

3.2 共享視覺顯示器布局設(shè)計(jì)

共享視覺顯示器（亦稱共享大屏、多屏拼接幕墻等）是城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心對(duì)路網(wǎng)狀態(tài)及系統(tǒng)監(jiān)控的重要裝備之一，多屏拼接的大屏幕顯示技術(shù)由于具有信息共享、顯示豐富、便于協(xié)同的特點(diǎn)，在團(tuán)隊(duì)合作任務(wù)中被廣泛應(yīng)用，其設(shè)計(jì)中需考慮的顯示器型號(hào)與數(shù)量確定、視距視野布局框架等人為因素如圖 3所示。

圖3 共享視覺顯示器布局設(shè)計(jì)中考慮的人為因素

共享視覺顯示器的工程實(shí)現(xiàn)可采用多種不同的屏幕拼接技術(shù)，如數(shù)字光處理器（DLP）背投、液晶顯示（LCD）拼接、小間距發(fā)光二極管（LED）及投影融合等，其規(guī)格型號(hào)與數(shù)量的確定需通過(guò)對(duì)調(diào)度員的正常運(yùn)營(yíng)、應(yīng)急指揮等監(jiān)視控制任務(wù)及參觀展示等作業(yè)任務(wù)的顯示需求進(jìn)行分析，依據(jù)最大可視距離的最小顯示單元計(jì)算其需要呈現(xiàn)的內(nèi)容和面積之后，再根據(jù)實(shí)際工程環(huán)境中可布置面積區(qū)域約束確定最終共享顯示器的型號(hào)和數(shù)量。

共享顯示器的最佳顯示位置是在調(diào)度員的正前方，使其處于調(diào)度員的直接視野之內(nèi)，或僅通過(guò)眼動(dòng)掃視即可進(jìn)行觀察。在運(yùn)營(yíng)控制中心布局設(shè)計(jì)中應(yīng)能夠確保當(dāng)?shù)?百分位至第95百分位調(diào)度員在正常工作位置上時(shí)，能從水平和垂直2個(gè)方向上看到共享顯示器的全部信息。

共享視覺顯示器的水平與垂直布局除需要考慮調(diào)度員作業(yè)時(shí)的視覺范圍和可視性要求外，還應(yīng)考慮不同崗位調(diào)度員對(duì)于顯示內(nèi)容的共享需求、控制臺(tái)及器件對(duì)共享顯示器的遮擋，以及一些環(huán)境干擾因素如窗戶位置、人工照明眩光、表面光潔度要求、出入口設(shè)置等對(duì)認(rèn)讀的影響。

3.3 空間布局設(shè)計(jì)

運(yùn)營(yíng)控制中心空間布局設(shè)計(jì)的主要目的在于優(yōu)化崗位間協(xié)同效率，減少干擾，實(shí)現(xiàn)有效的信息共享，其主要是將功能群組轉(zhuǎn)換為恰當(dāng)尺寸的控制臺(tái)，并運(yùn)用功能聯(lián)系將它們布置于運(yùn)營(yíng)控制中心內(nèi)，不斷調(diào)整以達(dá)到調(diào)度員與系統(tǒng)工作、流通、維修空間相互平衡的過(guò)程。其中主要的人為因素包括建筑室內(nèi)空間約束、作業(yè)任務(wù)與作業(yè)流程分析、共享視覺顯示器與崗位控制臺(tái)設(shè)置、人員流動(dòng)與維護(hù)通道設(shè)計(jì)等，整體框架如圖4所示。

圖4 空間布局設(shè)計(jì)中考慮的人為因素

建筑室內(nèi)空間是運(yùn)營(yíng)控制中心布局的物理約束，其中需要特別注意的是主要出入口不宜設(shè)置在調(diào)度員的作業(yè)視野區(qū)域內(nèi)或其位置背后。對(duì)于存在地板高度差的運(yùn)營(yíng)控制中心，為減少安全隱患應(yīng)設(shè)置護(hù)欄、扶手、警惕告示等安全設(shè)施。運(yùn)營(yíng)控制中心的布局設(shè)計(jì)應(yīng)為后續(xù)擴(kuò)建保留一定裕度，一般需要為工位和設(shè)備預(yù)留25%的裕量。在有可能的前提下，運(yùn)營(yíng)控制中心的布局設(shè)計(jì)建議在建筑設(shè)計(jì)之前完成，這樣可以將運(yùn)營(yíng)控制中心的建筑空間合理控制在滿足運(yùn)營(yíng)作業(yè)需求的最小人因空間需求范圍內(nèi)，以達(dá)到工程最佳性效比。

作業(yè)任務(wù)與作業(yè)流程分析是運(yùn)營(yíng)控制中心布局設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，運(yùn)營(yíng)控制中心的布局宜采用來(lái)自調(diào)度員的操作反饋、任務(wù)分析以及調(diào)度員群體知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，布局方案應(yīng)能反映調(diào)度員的職責(zé)分配、監(jiān)督關(guān)系，并有利于團(tuán)隊(duì)協(xié)作和作業(yè)者之間的溝通交流；布局設(shè)計(jì)除進(jìn)行單人作業(yè)過(guò)程分析外，還應(yīng)兼顧團(tuán)隊(duì)內(nèi)視線、語(yǔ)言近距離交流的作業(yè)間聯(lián)系便利性。

共享視覺顯示器的設(shè)置也是運(yùn)營(yíng)控制中心布局設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，合理布置調(diào)度員與共享顯示器的相對(duì)位置，才能使其有效發(fā)揮共享效能。

（1）在設(shè)計(jì)調(diào)度席位之間的控制臺(tái)布局時(shí)，應(yīng)保持合理間距使調(diào)度員能夠輕松地進(jìn)行直接語(yǔ)言交流，同時(shí)避免間距過(guò)小導(dǎo)致的干擾。

（2）若控制臺(tái)使用人數(shù)浮動(dòng)，則應(yīng)保證在不同作業(yè)人數(shù)下均可提供相應(yīng)的作業(yè)環(huán)境。

（3）應(yīng)考慮控制臺(tái)與調(diào)度任務(wù)之間的關(guān)聯(lián)性，保障異常狀況下的冗余，以及不同作業(yè)姿勢(shì)下調(diào)度員對(duì)各種生產(chǎn)資料的易獲取性。

（4）具備垂直落差的控制臺(tái)布置可增強(qiáng)共享顯示器的可視性，但需考慮人員間的溝通、流動(dòng)，大型設(shè)備的移動(dòng)，后期運(yùn)營(yíng)控制中心改擴(kuò)建裕度和對(duì)環(huán)境的影響。

（5）在確定最終布局方案前，需要進(jìn)行仔細(xì)的測(cè)試和評(píng)價(jià)檢查，同時(shí)還要兼顧到培訓(xùn)的需求。

人員的走行流動(dòng)路徑和設(shè)備的檢修是布局設(shè)計(jì)中不應(yīng)忽視的內(nèi)容，運(yùn)營(yíng)控制中心應(yīng)為一般情況下的人員流動(dòng)預(yù)留足夠的空間，避免調(diào)度員作業(yè)時(shí)的聽覺、視覺受到干擾，同時(shí)還應(yīng)考慮交接班等特殊情況對(duì)作業(yè)的影響。為盡可能減少非運(yùn)營(yíng)控制中心人員、維護(hù)人員和來(lái)訪人員流動(dòng)對(duì)調(diào)度員的影響，可以考慮在作業(yè)區(qū)域設(shè)置限行措施和合理的人員流線。另外，針對(duì)運(yùn)營(yíng)控制中心設(shè)備維護(hù)和保潔工作需要留置足夠的作業(yè)空間和安全空間，避免因非正常作業(yè)引發(fā)誤觸事件的發(fā)生。

3.4 環(huán)境人因設(shè)計(jì)

運(yùn)營(yíng)控制中心環(huán)境設(shè)計(jì)的目的是在優(yōu)化環(huán)境條件的前提下，確保調(diào)度員的安全、舒適、健康和績(jī)效的改善提升。運(yùn)營(yíng)控制中心環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)遵循環(huán)境條件適度可調(diào)、兼顧地區(qū)氣候差異性、環(huán)境因素交互影響以及后期擴(kuò)展性等原則，主要面向空氣及熱環(huán)境、聲學(xué)環(huán)境以及照明環(huán)境開展設(shè)計(jì)，如圖 5所示。

圖5 環(huán)境設(shè)計(jì)中考慮的人為因素

運(yùn)營(yíng)控制中心良好的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有助于提高作業(yè)人員的工作效率和舒適性，并保障作業(yè)人員的健康。人員排出的二氧化碳與氣溶膠，由建筑材料、設(shè)施設(shè)備逸散的異常氣味、污染物，室外的粉塵、砂礫以及通風(fēng)系統(tǒng)的固體微粒是導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)控制中心空氣質(zhì)量下降的主要因素，或?qū)⒁鸫碳?、中毒、過(guò)敏和大樓綜合征等不良反應(yīng)，可以通過(guò)良好的選材，科學(xué)高效的施工和空調(diào)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境溫度、濕度、潔凈度、新鮮度、空氣交換率的調(diào)節(jié)改善空氣質(zhì)量[13]。

熱環(huán)境直接影響調(diào)度人員的安全、健康、舒適和工作效率。影響熱環(huán)境的主要因素包括氣溫、濕度、氣流、熱輻射、衣著、作業(yè)類型等，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮作業(yè)范圍與姿勢(shì)、調(diào)度人員數(shù)量與班次、設(shè)備產(chǎn)熱、日光影響、外墻與門窗傳熱、地理位置等因素，至少應(yīng)對(duì)夏季和冬季2種情況下的熱環(huán)境進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，使得溫度、垂直溫差、平均氣流、相對(duì)濕度等指標(biāo)達(dá)到要求[14]。

聲學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)的目的在于提供舒適的聽覺環(huán)境，使之提高人員語(yǔ)言交流效率、改善設(shè)備通信環(huán)境以及有利于警報(bào)監(jiān)聽?？赏ㄟ^(guò)降低運(yùn)營(yíng)控制中心環(huán)境噪聲，提高告警和語(yǔ)音信噪比，采取建筑結(jié)構(gòu)隔聲、吸音或隔振消聲措施，控制混響時(shí)間等方式抑制噪聲影響。設(shè)計(jì)人員可通過(guò)混響時(shí)間、背景噪聲值、隔音量等指標(biāo)評(píng)價(jià)噪聲控制效果。

良好的照明設(shè)計(jì)有助于提供優(yōu)質(zhì)的視覺工效環(huán)境、避免作業(yè)失誤、提高安全性及信息辨認(rèn)度。運(yùn)營(yíng)控制中心照明設(shè)計(jì)通常包括一般照明情境和應(yīng)急照明情境，其中一般照明需要考慮空間照度、照度均勻度、視野內(nèi)亮度比、直接眩光、間接眩光、顯色指數(shù)、照明類型等因素，應(yīng)急照明則是通過(guò)絕對(duì)最小照度、連續(xù)工作時(shí)長(zhǎng)、光通量、地面水平照度、照度在特殊情境下與一般照明條件的比例、照明系統(tǒng)應(yīng)急轉(zhuǎn)換時(shí)間等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4 應(yīng)用與展望

隨著城市軌道交通智能化監(jiān)控系統(tǒng)呈現(xiàn)出綜合數(shù)字化的趨勢(shì)，監(jiān)控信息呈現(xiàn)幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)控制中心中共享顯示屏拼接幕墻尺寸越來(lái)越大、數(shù)量越來(lái)越多，如圖6所示為目前國(guó)內(nèi)典型的集中式運(yùn)營(yíng)控制中心和網(wǎng)絡(luò)指揮中心的情況[15]。但是，共享屏幕數(shù)量多和面積大并不意味著共享效率高，共享人數(shù)多，如某城市軌道交通130人規(guī)模的運(yùn)營(yíng)控制中心，其70寸顯示單元組成的3行×40列共享顯示屏拼接幕墻有效利用率僅為15%，同時(shí)對(duì)整個(gè)運(yùn)營(yíng)控制中心照明設(shè)計(jì)和聲學(xué)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

圖6 集中式運(yùn)營(yíng)控制中心和網(wǎng)絡(luò)指揮中心示例

目前，國(guó)外工業(yè)領(lǐng)域控制中心的設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出分布式小型化的趨勢(shì)，如圖7所示。整個(gè)運(yùn)營(yíng)控制中心由模塊化的控制臺(tái)單元組成，這種設(shè)計(jì)模式在滿足監(jiān)控功能的前提下，可以有效提高其空間利用率。例如，ABB公司推出的System 800xA系統(tǒng)，結(jié)合其EOW系列控制臺(tái)，如圖8所示，在化工、電力等多個(gè)行業(yè)得到了推廣和應(yīng)用。

圖7 小型化運(yùn)營(yíng)控制中心示例

圖8 集成化控制臺(tái)示例（EOW系列）

這種控制臺(tái)采用了雙層顯示布局設(shè)計(jì)，共享顯示屏集成在控制臺(tái)附近，由于視距的縮短減少了共享顯示屏的尺寸和數(shù)量，調(diào)度員既可以從共享顯示屏看到整個(gè)系統(tǒng)的全局，也可以通過(guò)控制臺(tái)桌面屏對(duì)具體系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和操作，共享顯示屏尺寸和數(shù)量的減少能夠有效地降低鑰匙孔效應(yīng)。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，調(diào)度員可以更迅速地做出響應(yīng)。

另外，這種模塊化組合布局，使調(diào)度員可以在桌面顯示器和共享顯示器之間進(jìn)行多種信息的顯示組合，還可進(jìn)行個(gè)性化聲光設(shè)置并進(jìn)行存取，有利于在地鐵全自動(dòng)運(yùn)營(yíng)中實(shí)現(xiàn)調(diào)度員一職多能，承擔(dān)更多更有效的工作，并從工作中獲得更大的滿意度。

目前控制臺(tái)設(shè)計(jì)還呈現(xiàn)出可調(diào)節(jié)和集成化的趨勢(shì)，城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心是24 h不間斷作業(yè)，調(diào)度員每班作業(yè)時(shí)間為12 h，這種久坐的工作模式會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生一定的傷害，如果能夠?qū)⒄{(diào)度員坐著的時(shí)間減少1/3或者1/2，這將會(huì)對(duì)他們的健康帶來(lái)很大的益處?？缮凳娇刂婆_(tái)是一種很好的解決方案，能夠解決調(diào)度員長(zhǎng)時(shí)間久坐導(dǎo)致的頸椎疾病、腰椎間盤突出，以及心血管疾病和下肢靜脈血栓等問(wèn)題。

控制臺(tái)的集成化設(shè)計(jì)還體現(xiàn)在將照明和聲學(xué)設(shè)計(jì)集成在控制臺(tái)模塊中，將局部動(dòng)態(tài)照明引入控制臺(tái)，利用動(dòng)態(tài)光誘發(fā)的非生物效應(yīng)改善調(diào)度員的疲勞狀態(tài)，采用局部環(huán)繞立體聲的指向聲學(xué)設(shè)計(jì)，在提高調(diào)度員警覺性的同時(shí)有效減少告警對(duì)其他人員的干擾。

隨著城市軌道交通系統(tǒng)整體朝著全自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，其運(yùn)營(yíng)控制中心的功能與結(jié)構(gòu)也將產(chǎn)生適應(yīng)性變化，今后的控制臺(tái)系統(tǒng)將更加智能化，它可以根據(jù)不同作業(yè)者的身材尺寸自動(dòng)進(jìn)行空間位置記憶與調(diào)節(jié)，能夠?qū)ψ鳂I(yè)者的面部進(jìn)行識(shí)別，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其在崗情況和疲勞狀態(tài)，進(jìn)一步改善調(diào)度員的績(jī)效，使其作業(yè)更安全、高效、可靠，其外觀結(jié)構(gòu)如圖9所示?？傊诵曰脖貙⒊蔀槲磥?lái)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心的一項(xiàng)重要特征。

圖9 支持站姿作業(yè)的智能升降控制臺(tái)