安全人機工程實驗指導書 中國礦業(yè)大學（北京） 周心權(quán) 教授 62331942 驗一 巷道環(huán)境條件下人體機能影響性實驗 中國礦業(yè)大學（北京） 周心權(quán) 教授 62331942 驗目的 1. 認識智能人工氣候?qū)嶒炇业幕緲?gòu)成和基本功能； 2. 加深理解人機環(huán)三者關系； 3. 掌握測試心率、體溫等參數(shù)的方法和原理。 原理說明 所有的人機系統(tǒng)都處于一定的環(huán)境之中。廣義的分，環(huán)境分為物理的、物化的和社會心理的。如礦井的高濕環(huán)境、接觸粉體的粉塵、接觸有毒氣體等都屬于物理、化學環(huán)境條件。這些條件與從事作業(yè)的人員的健康密切相關。常見的環(huán)境因素包括照明、色彩、噪聲、振動及氣候條件等。 礦井生產(chǎn)條件下，影響作業(yè)人員的主要氣候條件包括溫度、濕度、能見度、風速。人在在不同的氣候條件下會通過自身調(diào)節(jié)達到另外一種平衡。這種平衡的外在表現(xiàn)就是血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的變化。血管系統(tǒng)的變化主要包括心率、血壓、血液成分等參數(shù)的改變。呼吸系統(tǒng)的變化主要為呼吸頻率的改變。體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是保持穩(wěn)定的核心溫度，以保證作業(yè)人員正常的生理活動。 原理說明 礦井人工氣候模擬和監(jiān)測系統(tǒng)是可人工控制光照、溫度、濕度和氣體成分等因素的密閉隔離設備，可以模擬礦井條件下的環(huán)境條件，用以研究環(huán)境條件變化對人體生理活動的影響。其規(guī)模及可控條件則根據(jù)需要確定。一般由人工氣候室和監(jiān)測室組成。人工氣候室包括控制室、空氣處理室和環(huán)境實驗室三部分組成。 控制室內(nèi)裝有控制各種因素的調(diào)節(jié)器和巡測器以及各種生理指標的監(jiān)測終端，調(diào)節(jié)器指示所需要的各種環(huán)境因素的設定值，并根據(jù)巡測器連續(xù)不斷地檢測環(huán)境實驗室的實際值與設定值之間的偏差，自動發(fā)出動作信號分別傳遞給各種執(zhí)行機構(gòu)（如熱源、光源、氣體成分控制系統(tǒng)）進行動作。 原理說明 空氣處理室內(nèi)裝有空氣過濾器、熱源、冷源、除濕器、加濕器等設備，這些設備按控制室內(nèi)調(diào)節(jié)器的指令動作；環(huán)境實驗室內(nèi)裝有電光源和監(jiān)測光、溫度、濕度、氣體成分等因素的感應元件，并與巡測器監(jiān)測終端相連接，將各感應到的實際值傳給巡測器轉(zhuǎn)到控制室的調(diào)節(jié)器上進行偏差識別及對生理監(jiān)測數(shù)據(jù)進行保存和顯示。監(jiān)測室主要監(jiān)測人工氣候室內(nèi)各設備的工作狀態(tài)和生命體征檢測設備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，不斷進行保存和顯示。根據(jù)不同環(huán)境條件下測試者生理參數(shù)的變化，可以確定礦井條件下適合正常生產(chǎn)的環(huán)境參數(shù)，為改善環(huán)境條件提供基礎支持。 原理說明 3. 虛擬環(huán)境生成器。 其功能是根據(jù)任務的性質(zhì)和用戶的要求，在 使用戶具有親臨其境的沉浸感和交互能力。 用各種數(shù)據(jù)庫，選用各種 成三維顯示圖形等。 4. 高性能的計算機處理系統(tǒng)。 響和壓力，通過人機接口系統(tǒng)作用到用戶的感覺器官，并實時通過傳感器測試和跟蹤用戶的行為與反應，將得到的輸入數(shù)據(jù)反饋到 計算機處理后再生成新的圖像、音響和作用力，如此不斷循環(huán)。由于人的視覺系統(tǒng)要求視頻圖像的刷新速度很快，因而要求計算機系統(tǒng)具有高處理速度、大存儲容量和強聯(lián)網(wǎng)特征。 實驗設備 礦井模擬環(huán)境人體特征測量系統(tǒng)、測功儀 實驗內(nèi)容 不同巷道條件和不同身體狀態(tài)下的人生理特征參數(shù)（心率、體溫、呼吸等）測試及分析 。 1. 連接導線，打開電源，檢查人工氣候室設備的狀態(tài)。 2. 測試各系統(tǒng)的狀態(tài)是否夠正常。 3. 測試人員進入氣候室，連接體征監(jiān)測導線，測試靜止狀態(tài)時不同氣候條件下的生理參數(shù)，記錄數(shù)據(jù)。 4. 測試人員啟動測測儀，連接體征監(jiān)測導線，測試不同運動強度時不同氣候條件下的生理參數(shù)，記錄數(shù)據(jù)。 實驗內(nèi)容 實驗結(jié)果 實驗次數(shù) 溫 度 濕 度 流 速 煙 霧 濃 度 脈 搏 呼 吸 體 溫 血氧 飽和度 % m/s % / % 1 2 3 4 注意事項 1. 人體特征測試設備為精密儀器，請注意安全使用和佩戴。 2. 人工氣候室內(nèi)溫度升高和有煙霧時環(huán)境條件比較惡劣，故測試人員要求身體健康，無禁忌癥。 3. 人工氣候室內(nèi)要保留至少兩人（一人測試，一人輔助）。 思考題 1. 環(huán)境條件變化時，人的生理反應規(guī)律及適應性如何？ 2. 對于礦井特定條件，你認為采取那些措施能保證作業(yè)人員保持安全高效率的工作狀態(tài)？ 實