汽車儀表盤顯示的人機系統分析

吳堅強 趙雪苗

摘要：在人—車—環境的人機系統中，人和汽車在彼此相互作用的過程中，運用人機界面的顯示裝置完成人與汽車的實時信息互換過程。駕駛員通過儀表盤上的顯示信息來了解行駛中的汽車的整個運行狀況，在這個過程中，面對著快速傳遞和高度復雜的信息，駕駛員必須做到快速、準確、穩定地操作。通過人機工程學的應用，儀表盤的設計應合乎人體工學，最終的設計方案應提高駕駛汽車這一過程中的安全性能、舒適程度，做到人性化，達到人機系統的最佳匹配狀態。

關鍵詞：汽車儀表盤；顯示系統；人機系統分析

1 汽車儀表盤概述

儀表盤是汽車操縱顯示的集中部分。其上布有各種儀表及操縱開關，是汽車操縱的中心。設計上好的儀表盤能使駕駛員能感到方便舒適，反之還可能影響駕駛員和乘員的安全，儀表盤設計已成為汽車車身設計的一個重要組成部分。現代轎車的儀表盤總成一般分成兩部分，一部分是指方向盤前的儀表盤和儀表罩及平臺，另一部分是指司機旁通道上的副儀表盤。其中儀表盤是安裝指示器的主體，集中了全車的監察儀表，通過它們揭示出發動機的轉速、油壓、水溫和燃油的儲量，燈光和發電機的工作狀態，車輛的現時速度和里程積累。有些儀表還設有變速檔位指示，計時鐘，環境溫度表，路面傾斜表和地面高度表等。按照現時流行的款式，現代轎車多數將空調，音響等設備的控制部件安裝在副儀表盤上，以方便駕駛者的操作，同時也顯得整車布局緊湊合理。儀表盤的設計原則要使人能迅速而準確地接受信息，顯示裝置的尺寸、指示器、字符、符號和顏色的設計必須適合人的生理和心理特征視覺顯示裝置的設計必須遵循以下設計原則：所顯示信息的數目應在人的判別和讀識能力限度之內信息顯示精度的選擇綜合考慮空間、成本、人的辨別能力、人機系統布局等因素信息顯示的形式應直觀、形象、符合人的習慣與所使用的環境形成良好的匹配，包括照明、色彩、溫度、振動等綜合考慮整個人機系統中，與其它顯示裝置和操縱裝置之間的匹配汽車儀表盤設計汽車儀表盤的安全性要求儀表盤是汽車上主要的內飾件之一，在強度上要求能承受各種儀表和音響設備以及管線接頭的負荷，并能耐前擋風玻璃投過來的太陽光輻射和發動機散熱引起的高溫。從安全角度出發，要求儀表盤具有吸收沖擊能，防眩和難燃性能。儀表盤功能分類讀數用儀表檢查用儀表警戒用儀表追蹤示儀表調節用儀表駕駛員的手伸及界面。

2 儀表盤刻度盤結構

本節所述均以指針式儀表為例。儀表的刻度盤本身的外形輪廓以及其本身的刻度和刻度線均對駕駛員的視認性有較大影響。刻度盤外形輪廓大都為以下幾種形狀：Circular、Semicircle、Rectilinearfigure、Sector等，常用儀表的形式及其誤讀率如圖1、圖2所示。為了有利于認讀，汽車一般采用扇形儀表來提高認讀的精確性、迅速性。刻度盤尺寸的數值應該是能讓認讀效果最佳的數值的中間值，通常此值對應的視角在2.5°～5°范圍內。

3 儀表盤顏色匹配

關于顏色的搭配一直是人機工程學里頗受重視的一個問題。在汽車儀表盤的背景色以及儀表指示燈顏色的選擇上，我們不僅要做到基礎的照明作用，更要考慮到人的視覺生理特性，改善表盤的視認性、提高駕駛員對儀表信息判斷的快速性和準確性，做到舒適性與安全性的統籌兼顧。在駕駛員駕駛汽車行進時，視線需要相互交替地觀察儀表盤和外界，由于視覺殘留效果，當視線從儀表盤轉向外界時，駕駛員的視覺中還存有剛剛儀表盤上顯示的顏色的殘留影像，產生的視覺混亂會對駕駛員造成很大的危險。由此可見，在運用顏色對比選用不同的顏色來突出強調儀表盤上的信息的同時，應避免顏色的連續對比以減弱駕駛員的視線錯覺現象。

3.1 儀表盤底色

儀表盤的表盤顏色應滿足駕駛員在不同環境下駕駛汽車的需要。以下是幾種顏色在考慮人眼識別特性的情況下的簡單分析。白色：白色是一種相比其他顏色來說更加接近自然光的顏色，即使在白色光線較弱時人眼也能明顯地看到接收，有著較高的接收效率。但與此同時，若是白光光線較強，人眼的適應性會有所降低，從而降低駕駛員對四周環境的辨認能力，增加了駕駛過程中的危險性。黑色：當黑色單獨使用時，會略顯沉重。然而當其他顏色與黑色搭配使用時，便會凸顯其他顏色。黑色更適合夜間的長時間注視，所以夜間的儀表盤選用黑色底色比較合適。藍色：藍色屬冷色系，它具有理智、準確的意向，可讓駕駛員的精神與注意力得到提高。不過因為藍色是日間天空的色調，所以會讓人有一定的誤判，應避免夜間使用。黃色：黃色是一個具有高可見度的色彩，當黃色與暗色調搭配在一起時，它能夠點亮黑色或者其他暗色的設計，創造出高對比度。但也由于高可見，會過于爭奪視線，所以與白色同時出現的黃色讓人的視線捕捉起來會十分費力。根據過往已經總結出來的經驗以及現有的人機工程學的理論分析，人們提出了顏色與視認性的具體理論數據來表現儀表的易讀性設計。綜合考慮各個顏色的優缺點，根據美觀性和易讀性，儀表盤使用分白天和晚上。

3.2 儀表指示燈顏色

為了讓駕駛員可以及時地掌握汽車的行駛信息，從而做出迅速準確的判斷，要求儀表盤的信號指示燈在設計中必須醒目并且易讀。目前，國際上已經形成了一套通用的指示燈標準體系，它能夠讓駕駛員在任意環境任意車型中都可以以最快的速度得到信號指示。在選擇信號的原則上遵循人對顏色信號的客觀規律認知，信號燈的亮度和視距主要由環境、氣象、警戒級別等因素決定。

4結語

轎車儀表板總成在車廂里處于中心的位置，非常引人注目，它的任何疵點都會令人感到渾身不舒服，因此汽車制造商是非常重視轎車儀表板總成的制作水平，從制作工藝上可以表現出制造公司的設計與工藝水平，從裝飾風格上可以表現出這個國家或地區的文化傳統。一種成功的轎車儀表板總成，既要融入轎車的整體，體現出它是轎車不可分割的一部分；又要體現出轎車的個性，使人看到儀表板就會想到車子的形象。正因為如此，儀表板的人機工車設計在橋車車身的設計中已經占有相當重要的地位，成為一部成功的汽車設計中必不可少的一部分。

參考文獻：

[1]魏蓉.交互設計在軟件界面中的應用[J].劍南文學，2009，（9）.

[2]尹夢婕.汽車駕駛室人機界面設計方法研究[D].西華大學，2014.

（作者單位：長城汽車股份有限公司-哈弗技術中心）

第一作者簡介：吳堅強，男，漢，山西柳林，本科，初級工程師，汽車電子電器開發。