火災報警控制器操作界面設計中的人機工程學問題研究

褚福濤 李廣東

山東省濟寧市公安消防支隊

火災報警控制器操作界面設計中的人機工程學問題研究

褚福濤 李廣東

山東省濟寧市公安消防支隊

近年來隨著社會經濟的蓬勃發展，建筑火災報警系統的使用越來越廣泛。如何更有效地完善火災報警系統的設計日益成為重要而迫切的問題。本文闡述了火災報警控制器操作界面設計中存在的人機工程學問題，目的是我們在設計火災報警控制器操作界面時應盡量滿足操作者生理和心理的需要，以使操作者在長時間使用中更舒適、更可靠。

人機工程學；火災報警控制器；操作界面；設計

近年來，隨著社會經濟的蓬勃發展，如何更有效地完善火災報警系統的設計，尤其是完善火災報警控制器操作界面日益成為需要重點突破的問題，對于火災報警系的一個重要組成部分火災報警控制器操作界面的設計，人們進行了大量的研究和工作，取得了階段性的成果。但目前基于PC上運行的火災報警控制器操作界面還存在很多不盡人意的地方，比如形式單一、內容不明確、操作不便、界面設計不合理等等，那么火災報警控制器操作界面的設計應該遵循怎樣的思路和方向才能近可能地滿足使用者的生理和心理的需要，以使操作者在長時間使用中更舒適、更可靠呢？很顯然，在當前形勢下研究這個問題具有重要的意義。

1 什么是人機工程學？

1.1 概念

人機工程學又稱人機工效學(Ergonomics)，是一門讓技術人性化的科學，一門關于技術和人的協調關系的科學。即如何讓技術的發展圍繞人的需求來展開，把人作為產品和環境設計的出發點，使其性能、色彩等更好地適應和滿足人類的生理和心理的需要，從而使人們在工作中更安全、便捷和舒適，工作效率更高。其研究方法和評價手段涉及心理學、生理學、醫學、人體測量學、美學和工程技術等多個領域。

1.2 兩個熟悉的例子

牙刷是我們生活中最普通不過的用品，而它的設計中反映出許多人機工程學問題。我們可能都見過普通賓館里的一次性牙刷，這些牙刷大都設計得比較簡易，桿身很直，使用時手握起來不便用力，手腕的曲度不合適容易造成手腕酸痛；另外，有的牙刷的毛刷過硬，容易損傷牙齦，這些都不能很好地滿足人的生理需要。而設計比較好的牙刷則較多地考慮了人的生理和心理的需要，牙刷的毛刷軟硬適度、材料適當有利于保護牙齦; 牙刷的桿身曲度合理且其上有些凸凹槽，使用時便于手腕用力。以上這些考慮是人的生理上的滿足，不僅如此，其清晰、淡雅的色彩和桿身的合理曲度給人帶來視覺上的美感，這些是人的心理上的滿足。這是一個生活方面的例子，下面讓我們看一個人與計算機交互方式演變的例子，看一下它是怎樣體現人機工程學問題的。

回顧人與計算機交互方式的演變，從利用穿孔紙帶輸入計算機程序，到面對終端機上的字符操作界面，再到個人計算機上的圖形界面和多媒體，繼而是網絡和虛擬現實，界面的日益“友好”或者說計算機技術的日益“人性化”，其實質也就是人機工程特性的不斷提高。具體說來，字符界面對用戶的要求是一種回憶加工，用戶必須記憶大量的計算機命令才能與計算機進行交互，而圖形用戶界面對用戶的要求則是一種再認加工，用戶只要能夠再認出菜單、按鈕、滾動條的意義就能夠與計算機交互，再認加工與回憶加工相比對用戶的認知負荷的要求要低的多，這樣就大大降低了用戶的認知負擔，這樣有利于用戶工作更快、更舒適、更高效，不容易有挫折感和疲勞感，更易于自學和探究，學習到更多的能力。讓我們再看一下虛擬現實技術是怎樣體現“以人為本的”。從人機工程學的角度來說，虛擬現實技術把人類的空間感、行走等感覺和行為功能納入到人機交互之中，使得人與信息的交流變得更加自然和沒有障礙。

2 火災報警控制器操作界面的設計中人機工程學問題

從以上人機工程學的概念和例子中，我們能夠看出為了讓作業中的人工作更高效、更舒適，我們產品的設計應該以滿足人的生理和心理的需求為出發點。那么，火災報警控制器操作界面的設計主要應注意哪些方面的問題才能使學習者操作更便捷、更舒適，學習更高效呢？筆者認為我們在火災報警控制器操作界面的設計中應當注意以下幾個主要的方面。

2.1 火災報警控制器操作界面的設計應建立在腦科學和人機工程科學的理論基礎之上

無論控制器操作界面的組織(選取的哪些內容，通過規則表示還是示例表示、通過鏈接形成怎樣的結構、操作界面中小單元的容量等)還是界面上色彩的搭配、界面的布局，聲音、圖象等多媒體的組合等所有的工作都要有科學的理論所依，而不是憑著感覺走，這個道理看起來很簡單，但事實上目前PC上運行的很多火災報警控制器操作界面在設計時在這方面考慮的不多，很多工作只是憑著感覺走，結果，要么色彩搭配不合理，就是聲音和圖象搭配不合理，最終影響基于長時間運行操作的實際效果。下面舉一個小的例子來進一步說明這個問題。

比如說，心理學家Rayner和Pollatsek通過圖畫知覺過程中的眼動研究表明：人眼對信息區的及時注意是受物體之間差異的大小影響的，人眼總會及時把眼光移動到與周圍環境不協調的物體上，并且畫面中不協調的物體比協調的物體注視時間要長。根據這一理論，我們在設計界面時就可以通過或動靜或大小或色彩的區別來突出重點內容。然而，由于有些設計者對有關理論了解不多，在設計時只憑著感覺走，把畫面設計得很花哨，結果適得其反，不僅沒有突出重點內容，一些非重點內容反而牽扯了很多注意力，使火災報警和反饋操作時間延遲，從而使火災的處置延誤。

總之，火災報警控制器操作界面的設計的一切工作都要有據可循，操作界面的結構、單元的容量、聲音和圖像的匹配等等要符合大腦和心理的認知過程和認知規律。很顯然，如果我們的設計符合人類腦生理和心理的特點，操作者的火警處置效率將會得到大大提高。

2.2 火災報警控制器操作界面的設計應當具有一定的智能性

2.2.1 為了讓控制器操作者尤其初學者不在基于PC的火災報警控制器操作界面的暢游中（尤其在比較復雜的網狀結構的操作界面中）迷航，操作界面應當具有“幫助”系統，就像Office中的小助手一樣，幫助學習者熟悉操作界面的結構（本操作點與其他相關操作點之間的聯系，操作點之間的全局關系圖），幫助使用操作界面的交互功能等等。

2.2.2 操作界面中應當有能夠記錄操作者的學習路徑的系統，這樣操作者一旦中斷操作進程，就不必重新開始進入，并且，可以在一定程度上緩解操作者的操作的復雜程度。

2.2.3 操作者應當可以把自己的使用心得或對操作界面設計的建議或對其中問題的處理方法提交進操作界面中。并通過連接互聯網方式或將打包信息反饋到報警控制器的生產廠家。

這樣操作界面的設計模式由：

變為：

這樣的好處是，首先，加強了操作軟件編制責者和操作者彼此之間的溝通，增強了操作的反饋和評價功能，通過操作者的主動參與調動使用反饋積極性。其次，充分發揮大家的智慧使得報警控制器操作界面的質量不斷改善，而不像以前那樣僅僅依靠編制者個人的力量，最終操作者也從中受益，共享升級資源，不過此時的報警控制器生產廠家要加強其管理維護職責。

2.3 火災報警控制器操作界面的設計應當加強人人交互環境的創設

人機界面交互技術經歷了命令界面到目前的圖形用戶界面、多媒體用戶界面，正朝著虛擬現實和多通道用戶界面的方向發展，隨著這種發展，人機交互趨向自然、和諧、高效，在目前圖形用戶界面和多媒體用戶界面的情況下，我們在設計報警控制器操作界面的時除了考慮運用良好的導航圖標設計等來增強人機交互外，設計者還應當加強人人交互環境的創設。

2.4 報警控制器操作界面的在必要時應有一定的實拍的或虛擬的真實情境

人類大多數活動領域具有三維和直接操縱特點，也許數學和邏輯的活動例外，人生活在三維空間，習慣于看、聽和操縱三維的客觀對象，并希望及時看到這種控制的結果。心理學已經證明更多地借助物理、空間或形象的表示比單純的文字或數字表示更有利于“問題解決”和“學習”。因此，報警控制器操作界面的中的有些內容不能僅僅用文字來呈現。報警控制器操作界面的設計不能僅僅是簡單的系統介紹、操作控制、系統監測、資料查詢，而應創設一個直觀簡便的認知情境，并且操作內容要選擇直接性任務，不能過于復雜，以免遠離現實情境。

2.5 報警控制器操作界面的設計要尤其注意的問題

報警控制器操作系統最終要通過界面和操作者進行交互，因此，不管報警控制器操作界面的其他工作做得如何，如果界面設計得很糟糕，那是很影響使用效果的，甚至于直接導致系統聯動失敗。比如，有些報警控制器操作界面的設計是：綠色的底色上面是黑色的字體，字體又小，操作者在看界面時需刻意瞪大眼睛、向前探身才能看清屏幕上的信息，屏幕上的信息不是自然、悅目地映入操作者的眼簾，操作者長時間觀看這種界面不僅很快會感到視覺疲勞，而且不能全部精力放在思考問題上（需一部分精力放在看清信息上）。因此，操作者與這種界面交互不僅會影響操作效率，而且造成視力下降，影響身體健康，更談不上舒適。這里只是舉了一個小例子，其實，目前，正在運行的報警控制器操作界面還存在其它種種問題，有的動靜處理不當，有的界面布局不合理，有的主次不清等等，這些問題都不同程度地使操作者感到視覺疲勞、注意力分散、心理不舒適，最終影響健康和操作效果。一般來說，界面的設計應主要注意以下幾個方面的問題。

1） 同樣的界面對象是否具有一致性、連續性的行為？

2）各種提示信息是否簡單、清晰？

3） 色彩是否統一、協調？是否避免了同時使用太多的顏色？

4）文字內容是否簡潔、重點突出？字體、字號、字形是否合適？

5）界面對象的動靜處理是否得當？

6）布局是否合理、簡潔、協調、美觀，畫面是否均衡等等？

一般來說，好的用戶界面應當使用戶把所有注意力集中于完成任務上而無需為界面分心，例如，用戶的視線自然地落在所感興趣的對象之上。

3 小結

網絡技術、多媒體技術的發展對現代火災報警控制系統的發展產生了極大的推動作用，給使用單位帶來了極大的便捷，但是火災報警控制系統也有其自身的一些缺陷，如缺乏真實情境、機器的呆板、缺乏人性化等。我們在設計報警控制器操作界面時應盡可能地從人機工程學的角度出發，使其滿足操作者的生理、心理的需要，使操作者感到健康、便捷，舒適、高效，及時有效的處置報警警情。

[1]吳小勇.讓技術人性化的科學—人機工程學［EB/OL］. http:\smartpacker.net/ergodesk/ newpage21.htm,2001-05-06

[2]丁玉蘭.人機工程學［M］.北京：北京理工大學出版社.1997

[3]陶云.圖形知覺過程的眼動研究[J].心理科學.2001年第2期：194-196

[4]馬衛娟.人機交互風格及其發展趨勢[J].航空計算技術.1999年第29卷第3期:16-20

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.18.027