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1引言1

1.1研究意义1

1.2研究背景2

参考文献9

2列车驾驶界面人因适配性11

2.1列车驾驶界面人因适配性概念及形式化描述11

2.1.1驾驶界面人因适配性概念11

2.1.2列车驾驶操纵的定义及其形式化描述13

2.2列车驾驶作业任务分析模型13

2.2.1层次任务分析法14

2.2.2认知任务分析法15

2.2.3人的信息处理模型15

2.2.4司机驾驶任务分析模型的建立17

2.3驾驶操纵任务模型18

2.3.1正常行车驾驶任务的确定18

2.3.2驾驶任务的分类模型20

2.3.3驾驶任务的分解20

2.4驾驶操纵模式24

2.4.1列车操纵模式模型24

2.4.2操纵资源映射规则25

2.4.3操纵任务的过滤与转义26

2.4.4监视操纵模式27

2.4.5操纵形式规则27

2.4.6操纵时间规则31

2.4.7操纵空间规则32

2.5列车操纵模式的实验研究32

2.5.1操纵模式实验测试系统33

2.5.2操纵模式测试实验36

2.5.3实验数据的处理与分析40

2.5.4操纵模式规则的确定56

2.6列车驾驶界面人因适配性模型57

2.6.1列车司机人体模型57

2.6.2列车驾驶界面产品模型65

2.6.3基于反向运动学的适配性预测模型66

2.6.4列车驾驶界面适配性模型的构建70

2.7列车驾驶界面人因适配性评估方法74

2.7.1列车驾驶操纵序列75

2.7.2基于规则的操纵模式序列生成75

2.7.3适配性动态评估方法77

2.7.4动态评价流程与标准84

2.8案例研究与对比验证87

2.8.1驾驶界面校核基准的确定87

2.8.2评价用任务序列88

2.8.3操纵模式序列的生成88

2.8.4模式规则参数89

2.8.5适配性的动态预测与评估90

2.8.6观察法的对比验证92

参考文献94

3列车驾驶作业空间人因布局与设计97

3.1人体尺寸与驾驶姿势97

3.1.1人体尺寸百分位数及其运用原则98

3.1.2司机人体派生尺寸的确定99

3.1.3驾驶作业姿势与眼点位置的确定105

3.2列车司机室总体布置与空间110

3.2.1司机室主要设备及设施111

3.2.2驾驶作业空间人因布局及设计116

3.3列车驾驶的可见度143

3.3.1信号灯及前窗视野的可见性144

3.3.2刮雨器视野与后视镜可见度148

3.4受限作业（维修）空间的设计156

3.4.1受限作业（维修）空间157

3.4.2受限活动空间161

参考文献163

4人机交互设备的工效学分析与评估165

4.1司机室控制设备可辨识度研究165

4.1.1控制器的工效学原则166

4.1.2司机室操纵设备选型评估176

4.1.3司机室设备的可辨识度分析与评估185

4.2车载智能信息显示交互终端可用性评估与测试191

4.2.1人机交互软件界面可用性评估方法194

4.2.2车载智能信息显示交互终端可用性评价体系的构建199

4.2.3车载智能信息显示交互终端可用性测试203

4.2.4车载智能信息显示交互终端可用性评价214

参考文献223

5列车驾驶座椅的舒适性设计226

5.1列车司机座椅舒适性评价指标研究227

5.1.1问卷评价指标的确定227

5.1.2总体舒适满意度分析228

5.1.3身高、体重对座椅满意度的影响分析229

5.2驾驶座椅的尺寸设计234

5.2.1驾驶座椅静态尺寸的设计原则234

5.2.2基于适意坐姿的座椅尺寸参数评估235

5.3驾驶座椅椅面轮廓的设计237

5.3.1基于体压分布的列车司机座椅舒适性实验研究237

5.3.2基于BP神经网络的舒适性评价模型243

5.3.3基于有限元方法的体压分布预测模型研究245

5.3.4椅面轮廓设计方法250

参考文献259

6列车司机室设备的可维修性262

6.1列车司机室设备维修性评价模型的研究262

6.1.1列车司机室设备维修性概述262

6.1.2维修性设计准则与分类264

6.1.3列车司机室设备维修性评价指标体系266

6.1.4基于模糊多属性维修性综合评价270

6.2维修过程中可达性分析与评价280

6.2.1视野可达性评价与分析280

6.2.2接触可达性评价与分析284

6.2.3拆卸可达性评价与分析288

6.3维修过程中人素性分析与评价302

6.3.1作业姿势评价与分析302

6.3.2工作负荷评价与分析308

6.4基于虚拟仿真的列车司机室设备可维修性分析313

6.4.1维修性分析与评价工具的软件结构313

6.4.2虚拟维修环境的构建314

6.4.3虚拟维修过程仿真318

6.4.4维修性分析与评价320

参考文献323

7列车驾驶光环境326

7.1照明与列车司机视功效326

7.1.1司机视觉特性327

7.1.2眩光329

7.1.3列车司机室人工光环境视功效335

7.2列车司机室人工照明环境分析344

7.2.1列车司机室室内人工照明环境分析345

7.2.2列车司机室室外人工照明环境分析350

7.3列车司机室昼光环境评价366

7.3.1日光环境的模拟366

7.3.2列车司机室日眩光评价376

参考文献385

8列车驾驶环境热环境舒适性设计388

8.1司机室热环境与人体热平衡388

8.1.1司机室热环境的影响因素388

8.1.2人体热平衡与热舒适感390

8.1.3影响人体热舒适的因素391

8.1.4热环境综合评价（PMV-PDD）指标392

8.1.5列车司机室内热舒适性研究方法394

8.2列车司机室模型的建立及边界条件的确定396

8.2.1列车司机室模型的建立396

8.2.2列车司机室模型边界条件的确定399

8.3列车司机室热舒适性的仿真分析与评价401

8.3.1司机室空调系统布置及其设计参数402

8.3.2夏季极端工况下司机室热舒适性的仿真评价402

8.3.3冬季极端工况下司机室热舒适性的仿真评价406

8.4列车司机室热舒适性优化410

8.4.1夏季极端工况下司机室送风系统的优化410

8.4.2冬季极端工况下司机室送风系统的优化421

参考文献423

9列车驾驶人机交互仿真与测试实验系统设计424

9.1人机仿真与测试实验系统设计425

9.1.1实验系统总体功能需求分析425

9.1.2实验系统总体构架429

9.1.3基于分布式的多分辨率车载视景仿真系统设计432

9.1.4三自由度列车驾驶体感模拟系统设计434

9.2列车驾驶人机交互仿真与测试关键技术436

9.2.1驾驶虚拟场景的构建与实时控制436

9.2.2基于MDA的车载人机界面仿真方法444

9.2.3基于前庭位置的列车驾驶三自由度体感模拟算法453

参考文献461