安檢員開機(jī)崗操作環(huán)境研究

■ 文/公安部第一研究所 茹一

關(guān)鍵字：安檢員 開機(jī)崗 人機(jī)工程學(xué) 視覺崗位

1 引言

公安部第一研究所作為國內(nèi)最早從事安檢行業(yè)的主要廠家，多年來根據(jù)市場需求自主研發(fā)了多種類型各種型號的安全檢查設(shè)備，廣泛應(yīng)用到民航、鐵路、公路、公共安全等各行業(yè)。然而，隨著近年來市場競爭的巨大壓力，技術(shù)和生產(chǎn)條件的趨同使得企業(yè)之間的差距在逐步縮小，單純憑借傳統(tǒng)的、共性的、同質(zhì)化的力量而占據(jù)市場的優(yōu)勢已經(jīng)不再明顯。市場競爭已經(jīng)由早期著重于設(shè)備技術(shù)指標(biāo)的競爭逐漸演變?yōu)橐援a(chǎn)品為基礎(chǔ)，圍繞產(chǎn)品進(jìn)行全方位的競爭；由滿足功能需求為第一位的觀念轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂脩魹楹诵?，以受眾為關(guān)注點(diǎn)而展開的深度挖掘。此時，如何進(jìn)一步尋求產(chǎn)品的非同質(zhì)化技術(shù)帶來的價值，尋求新的效益和經(jīng)濟(jì)點(diǎn)逐步成為研發(fā)的一個重要思路。

2 研究背景

2.1 安檢員開機(jī)崗的重要性

安檢員開機(jī)崗，即通過X射線安全檢查設(shè)備（以下簡稱X光機(jī)）提供的包裹圖像進(jìn)行危險品、違禁品等物品的圖像識別工作崗位，是整個安檢流程中非常重要的環(huán)節(jié)之一。安檢員開機(jī)崗操作環(huán)境則包括操作臺、圖像監(jiān)視器、專用操作鍵盤和安檢員的座椅等。

2015年7月，臺州機(jī)場深航客機(jī)發(fā)生的縱火案件，據(jù)相關(guān)報道，該事件中縱火者所攜帶的打火機(jī)等火種，順利通過了機(jī)場安檢，其主要原因系開機(jī)崗安檢員在使用X光機(jī)進(jìn)行旅客行李包裹檢查時，存在人為疏漏，造成安檢形同虛設(shè)。X光機(jī)在將旅客行李包裹圖像傳送至開機(jī)崗圖像監(jiān)視器的時候，完全由安檢員人為進(jìn)行判斷，存在著較高的風(fēng)險系數(shù)，屬于要求較高的特殊視覺工作崗位。而安檢員的工作狀態(tài)，疲勞程度等等則會直接影響其判斷。

2.2 來自用戶的想法

此前，某機(jī)場股份公司以及安保公司就安檢質(zhì)量這一課題與筆者單位進(jìn)行了深入的溝通，機(jī)場安檢部門負(fù)責(zé)人曾提出，希望能夠提供一整套的安檢員開機(jī)崗操作環(huán)境，合理舒適的滿足安檢員開機(jī)崗的工作需要，盡可能的降低安檢員的疲勞度，而這一思路正符合設(shè)計構(gòu)想。

2.3 國內(nèi)外其他廠家

目前，國內(nèi)外廠家在安檢員開機(jī)崗操作環(huán)境的設(shè)計中，基本上是提供配套的操作臺、專用操作鍵盤、圖像監(jiān)視器（成品顯示器），由用戶自行配置座椅等其他外設(shè)。尚未有廠家將操作臺和座椅等從人機(jī)工程學(xué)的角度進(jìn)行統(tǒng)一考慮。在設(shè)計時，更多的關(guān)注點(diǎn)在于操作鍵盤的功能和使用，以及圖像監(jiān)視器的性能指標(biāo)等方面，對于安檢員開機(jī)崗操作環(huán)境的舒適性、合理性等方面的考慮并不完善。

綜上所述，本文提出研究并設(shè)計一套符合視覺工作崗位人機(jī)工程學(xué)的安檢員開機(jī)崗操作環(huán)境，盡可能緩解由于設(shè)計不合理或是考慮不周而造成的安檢員疲勞和不適，緩解安檢員高強(qiáng)度視覺崗位工作的壓力，使安檢員可以在相對舒適的環(huán)境下進(jìn)行工作。同時，為企業(yè)產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)效益點(diǎn)，贏得市場。

3 人機(jī)工程學(xué)

3.1 人機(jī)工程學(xué)概念

人機(jī)工程學(xué)是研究“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)中人、機(jī)、環(huán)境三大要素之間的關(guān)系，為解決系統(tǒng)中人的效能、健康問題提供理論與方法的科學(xué)。國際人機(jī)工程學(xué)學(xué)會(IEA,International Ergonomics Association) 給出的概念為：人機(jī)工程學(xué)是研究人與系統(tǒng)中其他因素之間的相互作用，以及應(yīng)用相關(guān)理論、原理、數(shù)據(jù)和方法來設(shè)計以達(dá)到優(yōu)化人類和系統(tǒng)效能的學(xué)科。

人機(jī)工程學(xué)是一門多學(xué)科的交叉學(xué)科，研究的核心問題是不同的作業(yè)中人、機(jī)器及環(huán)境三者間的協(xié)調(diào)，研究方法和評價手段涉及心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測量學(xué)、美學(xué)和工程技術(shù)等多個領(lǐng)域，研究的目的則是通過各學(xué)科知識的應(yīng)用，來指導(dǎo)工作器具、工作方式和工作環(huán)境的設(shè)計和改造，使得作業(yè)在效率、安全、健康、舒適等幾個方面的特性得以提高?，F(xiàn)代人機(jī)工程學(xué)研究的方向是把人—機(jī)—環(huán)境作為一個統(tǒng)一的整體來研究，以創(chuàng)造最適合人操作的機(jī)械設(shè)備和作業(yè)環(huán)境，使人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，從而獲得系統(tǒng)的最高綜合效能。

3.2 視覺崗位人機(jī)工程學(xué)要點(diǎn)

視覺崗位是以處理視覺信息為主的作業(yè)崗位，如控制室作業(yè)崗位、辦公室作業(yè)崗位、視覺顯示終端作業(yè)崗位等等。這類作業(yè)崗位大多采用坐姿崗位，主要有以下設(shè)計要點(diǎn)：

3.2.1 人—椅關(guān)系

在人—椅關(guān)系上，要求作業(yè)者保持正確坐姿，并采用適當(dāng)尺寸、結(jié)構(gòu)和可以調(diào)節(jié)的座椅。作業(yè)者坐下后，雙腳能夠平放在地板或腳踏板上，調(diào)節(jié)好的座椅靠背正好處于其腰部的凹處，由座椅提供的符合人體解剖學(xué)的支撐作用，使作業(yè)者保持正確姿態(tài)。

3.2.2 眼—屏關(guān)系

在眼—屏關(guān)系上，滿足從人體軸線到顯示屏中心的最大閱讀距離為710-760mm，以保護(hù)人眼處在較為合適的觀察位置。俯首最大角度不超過15度，以防止疲勞。顯示屏的最大視角為40度，以保持作業(yè)者基本不轉(zhuǎn)動頭部。

3.2.3 手—鍵盤關(guān)系

在手—鍵盤關(guān)系上，保證作業(yè)者上臂與前臂的角度在70度-90度為宜，并保持手和前臂基本呈一直線，腕關(guān)節(jié)向上幅度不超過20度為宜。鍵盤在臺面上可適當(dāng)前后移動，鍵盤傾斜度在5度到15度范圍內(nèi)。腕關(guān)節(jié)和鍵盤之間應(yīng)留有100mm左右的手腕休息區(qū)。

3.2.4 腳—地板關(guān)系

在腳—地板的關(guān)系上，要保證操作臺、座椅、地面三者之間合適的高度差，避免形成作業(yè)者腳不著地，或大腿和小腿夾角小于20度而引起的下肢靜態(tài)負(fù)荷。

綜上所述，在進(jìn)行視覺崗位設(shè)計時，要充分考慮以上四個關(guān)系?；谶@四個關(guān)系的基礎(chǔ)上，各部分具體的尺寸可以參照圖1展開設(shè)計。

圖1 視覺崗位人機(jī)工程學(xué)重要尺寸

3.3 視覺崗位疲勞分析

視覺崗位作業(yè)人員在作業(yè)時主要會存在中樞疲勞、眼疲勞以及肩、頸、臂、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、腰、臀、腿等局部疲勞。其中中樞性疲勞和眼疲勞屬于視覺崗位中的主要疲勞區(qū)域，肩、頸、臂、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、腰、臀、腿等局部疲勞屬于視覺崗位中的次要疲勞區(qū)域。如圖2所示。

造成視覺崗位作業(yè)人員疲勞的原因有很多，包括但不限于由畫面顯示、噪聲、操作性、作業(yè)難度、作業(yè)時間等等引起的中樞性疲勞和眼疲勞；由坐姿、作業(yè)空間、作業(yè)時間等引起的肩、頸、臂、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、腰、臀、腿等局部疲勞。

圖2 視覺崗位疲勞分析

3.4 安檢員開機(jī)崗的習(xí)慣分析

安檢員開機(jī)崗基本屬于視覺崗位作業(yè)，但又存在較為明顯的特殊性。

由于該崗位的重要性，從事該崗位的安檢員需要取得中級以上職稱，并且通過相關(guān)操作培訓(xùn)，一般工作入職年限都在1-3年以上。

開機(jī)崗的安檢員和進(jìn)行開包檢查的安檢員一般為一組，每30分鐘進(jìn)行換崗，最多不超過40分鐘，開機(jī)崗安檢員在進(jìn)行圖像判讀時，由于需要仔細(xì)分辨包裹圖像的顏色形狀等特征因素，往往離屏幕的距離會比較近，視疲勞的問題通過輪崗進(jìn)行緩解。

開機(jī)崗安檢員在通過包裹圖像判斷發(fā)現(xiàn)違禁品時，會停下X光機(jī)，并通知開包崗安檢員進(jìn)行開包檢查，開包檢查后的包裹要重新通過X光機(jī)進(jìn)行復(fù)檢。當(dāng)旅客量較大或開包檢查數(shù)量較多時，有些開機(jī)崗安檢員會偶爾起身協(xié)助開包崗安檢員。

4 調(diào)研與分析

由于安檢員開機(jī)崗的特殊性和重要性，在開展研究之前，設(shè)計了相關(guān)的調(diào)研問卷，并且在安檢現(xiàn)場進(jìn)行了近距離長時間的觀察。借此獲取了相關(guān)數(shù)據(jù)，為設(shè)計提供重要依據(jù)。

1）部分街道名稱標(biāo)注不清。如創(chuàng)新街和創(chuàng)業(yè)街，兩條街的地理位置接近，老百姓極易混淆。個別街道名稱后來經(jīng)過更名，而更名后的街道名稱反而給老百姓帶來記憶上的混亂。如北宮街的其中一段在2014年更名為通亭街，新、老北宮街沒有實(shí)現(xiàn)實(shí)際的對接，給老百姓出行帶來一定困擾。

4.1 問卷設(shè)計與調(diào)查結(jié)果分析

經(jīng)與某機(jī)場技術(shù)科進(jìn)行協(xié)商后，針對安檢員開機(jī)崗操作習(xí)慣進(jìn)行了問卷調(diào)查，并與部分安檢員以及技術(shù)科相關(guān)人員進(jìn)行了訪談。共計發(fā)放問卷160份，回收問卷160份，涉及三個科室。經(jīng)詳閱后，約有19份問卷有效性存疑，約占總數(shù)的11.9%。問卷調(diào)查總體情況基本正常，問卷數(shù)據(jù)有效性較高，具體分析情況如下，見圖3～圖6。

圖3 問卷調(diào)查分析匯總（一）

圖4 問卷調(diào)查分析匯總（二）

圖5 問卷調(diào)查分析匯總（三）

圖6 問卷調(diào)查分析匯總（四）

4.2 現(xiàn)場觀察及結(jié)果分析

經(jīng)過與某機(jī)場股份有限公司進(jìn)行協(xié)商后，對于某機(jī)場安檢員開機(jī)崗的實(shí)際工作情況進(jìn)行了全天候近距離的觀察及訪談，獲得了安檢員實(shí)際的工作行為習(xí)慣。

4.2.1 觀察結(jié)果

1）開機(jī)崗對于安檢員的要求較高。每組開機(jī)崗和開包崗的安檢員一般由一名圖像判讀上經(jīng)驗(yàn)相對豐富的人員帶領(lǐng)相對經(jīng)驗(yàn)較少的人員構(gòu)成。

2）開機(jī)崗經(jīng)驗(yàn)豐富的安檢員相對于經(jīng)驗(yàn)較少的安檢員在行為習(xí)慣上存在比較明顯的差異。

a）經(jīng)驗(yàn)豐富者：圖像判讀時自信；多數(shù)人單手操作鍵盤，主要使用前進(jìn)、后退、停帶鍵，使用功能鍵輔助；坐姿端正，視平面距離顯示屏平面距離適宜（30-40cm）；觀察圖像時，多數(shù)人觀察順序?yàn)閳D像卷軸顯示順序（自包裹右側(cè)至左側(cè)），在觀察顏色的同時觀察形狀，單個包裹圖像完整出現(xiàn)時已經(jīng)基本判讀完畢。

3）對于重點(diǎn)物品，例如打火機(jī)、小刀等有專門的強(qiáng)化培訓(xùn)。多數(shù)安檢員對典型的危險物品極為敏感，觀察圖像時首先判讀重點(diǎn)物品。

4）操作臺臺面高度基本符合開機(jī)員的需求，安檢員的頭頂平面等于顯示器上邊緣或略高于時高度較為合理，即保證了人視平線位于顯示屏中心線偏上。

5）絕大多數(shù)安檢員在工作時，坐姿基本端正，上身略前傾。和其他視覺崗位坐姿姿態(tài)略有不同，如圖7所示。

圖7 開機(jī)崗操作姿態(tài)與視覺崗位操作姿態(tài)對比

6）安檢員進(jìn)行圖像判讀時，眼部所處平面與顯示屏平面的距離一般會比其他視覺崗位的距離更近，這一現(xiàn)象也是由于該崗位的特殊性所造成的。安檢員在判斷顯示屏幕上的包裹圖像時，需要全神貫注于每一個細(xì)節(jié)，以避免疏漏造成風(fēng)險，見圖8。

圖8 開機(jī)崗安檢員視平面與顯示屏距離

4.2.2 操作鍵盤問題分析

1）操作鍵盤的鍵位分布不符合開機(jī)員的操作習(xí)慣。安檢員常用的按鍵距離稍遠(yuǎn)，部分安檢員在操作時，雙手疊放或交叉操作（由于功能鍵和前進(jìn)后退停帶鍵的分布問題），造成安檢員手腕等關(guān)節(jié)長時間操作后易疲勞。

圖9 操作鍵盤與操作臺位置示意

2）操作鍵盤和操作臺邊緣的距離不合理，見圖9。部分安檢員操作鍵盤時雙肘枕放在臺面邊緣或肘部懸空。雙肘枕放在臺面邊緣時，由于空間過小，會造成視平面與顯示屏的距離過近；肘部懸空時容易造成上臂以及腕關(guān)節(jié)的疲勞。安檢員主要操作方式及手部位置見表1。

表1 安檢員操作鍵盤手部位置示意

4.3 相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)

除了前面提到的設(shè)計依據(jù)，還需要考慮人體坐姿辦公相關(guān)主要尺寸，見圖10，以及人體坐姿主要尺寸等，見表2。

圖10 坐姿辦公主要尺寸

表2 人體坐姿主要尺寸

5 設(shè)計思路

5.1 操作鍵盤的設(shè)計改進(jìn)

綜合前面的調(diào)研和分析，在操作鍵盤的設(shè)計時，主要從以下方面進(jìn)行改進(jìn)。

1）更改鍵盤按鍵的布局，使常用按鍵的分布更集中，便于安檢員單手操作。

2）加大操作鍵盤與操作臺面邊緣的距離，設(shè)計距離在100-120mm范圍內(nèi)可調(diào)。

3）鍵盤外殼材質(zhì)由不銹鋼改為工程塑料，保證強(qiáng)度的同時改善手觸感。

4）在手腕關(guān)節(jié)接觸的區(qū)域，表面增加橡膠漆處理，改善腕關(guān)節(jié)的觸感。

5）鍵盤邊緣處改為圓角弧面等造型，更符合人手操作習(xí)慣。

5.2 操作環(huán)境一體化設(shè)計思路

綜合前面的調(diào)研和分析，在操作臺及座椅等設(shè)計方面，考慮采用一體化的設(shè)計思路。操作臺與座椅的一體化設(shè)計，保證了安檢員在工作時能夠盡可能的處在相對合適的工作空間內(nèi)。傳統(tǒng)的設(shè)計中，單獨(dú)配備的座椅在操作空間上不受約束，有個別安檢員在工作不繁忙的時候，將座椅遠(yuǎn)離操作臺，增大了視平面與顯示屏的距離，難以保證其工作的有效性。同時，一體化的設(shè)計思路，在操作環(huán)境的設(shè)計中，充分考慮人—椅關(guān)系，眼—屏關(guān)系，手—鍵盤關(guān)系和腳—地面關(guān)系，綜合前面分析的相關(guān)關(guān)鍵尺寸及空間位置等要素，使各部分尺寸在合理化和部分可調(diào)節(jié)的原則下相對限定下來，即符合人機(jī)工程學(xué)又符合安檢員開機(jī)崗的特性，優(yōu)化得出最終的設(shè)計方案。

6 結(jié)語

綜上所述，在對安檢員開機(jī)崗操作環(huán)境進(jìn)行相關(guān)調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合了對于視覺崗位人機(jī)工程學(xué)的研究，發(fā)現(xiàn)了存在的問題，并進(jìn)一步挖掘形成設(shè)計思路?；诖耍归_的設(shè)計是既符合人機(jī)工程學(xué)，又符合安檢員開機(jī)崗實(shí)際工作行為習(xí)慣的，使產(chǎn)品的最終設(shè)計能夠達(dá)到從能有到易用再到好用的標(biāo)準(zhǔn)。