銀行自助終端設備的人機工程學應用研究

陳諾言 張騰飛 彭華明

摘要：用戶操作銀行自助終端過程中，主要通過肢體觸覺和視覺兩個方面與自助終端設備產生人機交互行為。文章以人機工程學理論為基礎，通過實地考察研究歸納出影響銀行自助終端設備人機交互體驗的相關因素，從操作和視覺的角度，針對銀行自助服務大廳常見的立式和柜式兩種自助服務終端，提出人機工程方面的尺寸合理化建議，為銀行自助終端設備的設計提供了切實可行的理論指導依據。

關鍵詞：銀行；自助終端；人機工程學

銀行自助終端設備種類繁多，常見的有ATM、STM等，而人機操作方式一致，其主要為客戶提供方便快捷的自助服務，以達到柜臺分流的目的。人機工程學是運用生理學、心理學和其它相關學科的認識，使機器與人相互適應，并創造舒適和安全的環境，從而提高功效的一門學科，其根本目的是通過研究人、機、環境三要素之間的相互影響的規律達到系統優化[1]。客戶在使用銀行自助終端時，通過視覺和聽覺的方式接收指令信息，采用肢體的動作予以反饋，直至完成自己所需要的業務操作，通常客戶使用自助終端的操作時間在一分鐘左右。因此，在銀行自助終端設計中，人機工程學的考量顯得至關重要。銀行自助服務大廳的自助終端一般分為傳統的與人等高的立式機和最近幾年才出現的高度小于1.4m的柜式機，立式機常見于穿墻式和大堂式，柜式機一般為大堂擺放式，文章主要圍繞這兩種機型展開研究。

1與操作有關的人機分析

銀行自助終端的設計要考慮到操作過程中因人體尺寸和動作而產生的約束條件。產品按照功能類型可以分為I型雙限值設計，ⅡA型大尺寸設計，ⅡB型小尺寸設計，Ⅲ型平均尺寸設計；產品按重要程度分為涉及人的健康、安全的產品和一般工業產品兩個等級[2]。銀行自助終端應該使盡可能多的人群方便使用，屬于Ⅲ型一般的工業產品，其主要尺寸的選擇應依據目標人群的P50尺寸作為設計依據，這里選取男P50和女P50的平均值作為身材模型，根據GB10000-88可得表1，在實際應用過程中還要考慮衣著修正量和姿勢修正量[3]。

1.1自助終端操作高度的上下限

自助終端的各種操作功能區應設置在人手的可觸及范圍內。其高度屬于I型一般工業產品雙限值設計，上限應該小于P5女性的伸手最高點，下限應該大于P95男性的手功能高。考慮到著裝修正量，操作過程中一般是穿著了鞋子，鞋高功能量一般為25～38mm，這里取32mm[4]。此外還要考慮動作姿態修正量，人體放松站姿時高度約一1 0mm[5]。

操作高度上限= P5女性（肩高+手臂全長）+鞋高一站姿縮減=1831mm

操作高度下限= P95男性手功能高+鞋高一站姿縮減=823mm

即操作范圍的高度上下限為：823mm～1831mm。

1.2操作臺的高度

銀行自助終端的大部分操作都集中在操作臺上完成，如輸入密碼、身份證讀取、存取卡等，因此操作臺的高度應適用于大部分操作者正常站姿操作時所需要的尺寸。設計操作臺高度時應考慮人在正常站立時上臂自然下垂時前臂的活動范圍，過高則抬高肘部操作易疲勞，過低雖也不利于操作但實際情況中很少過低。考慮操作臺高度的最大值時，取一個適合大部分人的較舒適的高度，這里采用男女身材尺寸P50均值身材模型。

操作臺高度上限=男女P50均值肘高+鞋高一站姿縮減=1014mm

1.3手臂舒適的活動高度

一般情況下用戶為完成自己的需求，需要在在銀行自助終端前站立1min左右進行相應操作。設計時應考慮人正常站立時，雙手在前方的舒適活動范圍，在此范圍內完成銀行自助終端的主要操作。手在豎直方向的活動范圍主要由肩高、肘高、手臂的長度和擺動角度決定。上臂的舒適擺動范圍為前15°～35。，前臂的舒適內彎角度為85°～110。[6]，此處的人體尺寸如肩高、肘高等采用男女P50的平均值并疊加放松站姿的高度縮減以及鞋高，根據幾何計算可得出手臂在豎直方向的舒適活動高度為955～1153mmo

1.4銀行自助終端寬度

銀行自助終端過窄會使操作者的雙手無法伸展，過寬會使操作者在固定站姿下無法完成所有操作，但考慮到實際情況設備通常較窄所以只需要考慮寬度的最小值。自助終端的寬度最小值由P95的大身材男性肩寬和考慮心理舒適區共同決定。

自助終端寬度最小值=P95男性肩寬+心理距離=403+100*2=603mm

1.5銀行自助終端厚度

銀行自助終端過厚會使操作者無法觸及靠后的區域，這屬于ⅡB型小尺寸設計，只要滿足小身材的人的需求就可以滿足大多數人的需求，因此取P5女性的手全長為其最大值。

自助終端厚度最大值=P5女性手全長=262+153+159=574mm

2與視覺有關的人機分析

人在操作自助終端時其視野范圍與人的視野、視距、眼高、頭部轉動范圍都有關系。人的視野可以分為最佳視野和可視視野。垂直方向上的最佳視野范圍為視平線上方15°到水平線下方30°范圍[7]，可視視野為水平線上方50°～下方70°范圍。頭部轉動時，人體低頭仰頭的最大活動區間共70°，其中低頭角度為水平線下40°，仰頭角度為水平線上30°。人體低頭仰頭的舒適區為水平線下12°到25°。人體水平轉動頭部的范圍為左右各55°[8]。視距即人眼與屏幕的距離，人在操作過程中正常觀察屏幕的距離一般是38～76厘米之間，視距過小或過大都會影響使用者的識別速度和準確率[9]。考慮眼高時應適合大多數人的舒適高度，人體立姿眼高P50女性為1454mm，P50男性為1568mm，取其平均值1511mm。在操作過程中，用戶通常是穿著了鞋子并處于放松站姿，因此在考慮高度時要進行修正，修正后取人體眼高1511+32-10=1533mmo

2.1觸摸屏的角度選擇

自助終端的觸控屏兼具了顯示功能和控制功能，是用戶使用過程中最為重要的人機界面，其高度在設計時不僅要考慮前臂活動范圍舒適區域，還要考慮視覺舒適區域。

2.1.1柜式機的屏幕角度

人在操作柜式機時，身體會小幅度向前傾，身體向前傾斜的角度為0°～5°，而人體低頭仰頭的舒適區為水平線下12°到25。，即視平線的舒適角度為水平線下12°～ 30°。又因為垂直方向上的最佳視野范圍為視平線上方15°到水平線下方30°范圍內，因此人在操作時實際的最佳視野范圍為水平線上3。～水平線下60°。同時考慮視平線的舒適角度和最佳視野范圍，則對于柜式機來說屏幕的最佳角度為水平線上30°～60°。

2.1.2立式機的屏幕角度

人在操作立式機時軀干處于直立狀態，上臂自然下垂。人體低頭仰頭的舒適區為水平線下12°到25°，當屏幕與視平線相垂直時最利于閱讀，因此對于立式機來說屏幕與水平線夾角的最佳范圍為65°～78°。

2.1.3屏幕高度

人在操作過程中正常觀察屏幕的距離一般是38—76厘米之間，視距過小或過大都會影響使用者的識別速度和準確率。根據視距和屏幕角度來進一步計算屏幕中心點的高度范圍。當柜式機屏幕傾角取30°時屏幕高度為875～1204mm，當屏幕傾角取60°時屏幕高度為1153～1343mm。當立式機屏幕傾角取65°時屏幕高度為1212～1372mm，當屏幕傾角取78°時屏幕高度為1375—1454mm。

2.2操作端口視覺指示

自助終端上的操作口主要包括插卡口、身份證非接感應區、指紋儀、防偷窺密碼鍵盤等，這些功能操作口的位置應在手能觸及的范圍之內，而且使用頻率高的常用功能應盡可能地安排在舒適區的關鍵區域，其他不常用功能應考慮最大視野范圍即視平線上50°和下70°。此外還應添加適當的指示圖標及指示燈，以提醒用戶功能位置減少尋找時間。在布置操作面板的功能時還要遵循幾個原則，分別是重要性原則、使用頻率原則、功能對應原則、使用順序原則、閱讀順序原則。

3結論

文章從用戶使用銀行自助終端設備自助辦理業務的情景出發，理清用戶與自助終端之間的人機交互行為主要通過肢體觸覺和視覺的方式展開，深入分析影響銀行自助終端設備操作體驗的關鍵因素。結合中國人體尺寸國標GB10000-88和實地考察中測量的數據，以人機工程學理論為指導依據，得出符合人機工程學的銀行自助終端設備設計的相關極限值和最佳值，數據范圍涉及操作范圍上下極限值、操作臺高度、自助終端寬度最小值、自助終端操作區縱深極限值，以及適用于立式設備和柜式設備的屏幕角度范圍等。文章所得出的銀行自助終端設備的相關參考數據，能為銀行自助終端設備設計者提供明確的數據支持，對同類型公共服務終端設備的設計具有一定的指導意義。

參考文獻

[1]趙占西，王小妍，于洽.人機工程學應用研究綜述[J]人類工效學，2009，15（04）：69-71

[2[丁玉蘭.人機工程學[M]第三版北京：北京理工大學出版社，2005

[3]國家技術監督局.GB10000-88北京：中國標準出版社

[4]Lee Y H，Su M C Design and validation of a desk-free and posture-independent inputdevice[J]. Applied Ergonomics， 2008， 39（3）： 399-406

[5]朱序璋.人機工程學[M]西安：西安電子科技大學出版社，1 999

[6]Laperriere E， Messing K， Couture V et al Validation of questions on working postureamong those who stand during most of the work day[J] International Journal of IndustriaErgonomics， 2005， 35[4）： 371-378

[7]王坤茜.基于人機工程學的數控機床控制面板設計[J]中國制造業信息化，2003，（03）：94-96

[8]周一嗚，毛恩榮.車輛人機工程學[M]北京：北京理工大學出版社，1999

[9]張文林.基于人機工程學的高鐵自助售票機設計研究[D]山東大學，2010