基于人機(jī)工程學(xué)的電力調(diào)度室設(shè)計方案

陳素玲，王辰

（中國電建集團(tuán)河南省電力勘測設(shè)計院有限公司，鄭州450000）

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)入一個高速發(fā)展的新階段，電網(wǎng)的調(diào)度運行也將面臨新的要求和挑戰(zhàn)。調(diào)度員的日常工作也將日益繁重復(fù)雜，如何通過改善調(diào)度系統(tǒng)的工作環(huán)境以及加強(qiáng)調(diào)度輔助系統(tǒng)的人性化設(shè)計，使得調(diào)度員的工作更具精確性及高效性，已成為一個備受重視的問題【1～4】。

有關(guān)科學(xué)研究證明，良好的人性化工作環(huán)境能較大程度地提高員工的工作效率。此外，調(diào)度運行的輪流倒班制度、連續(xù)數(shù)小時高度緊張的工作性質(zhì)，也容易對人造成諸如生物鐘紊亂、失眠、腦疲勞等負(fù)面影響。因此，如何通過改善調(diào)度室的人性化設(shè)計來提高調(diào)度員工作效率，同時盡量減少給身體帶來的負(fù)面影響，是本文的研究重點。

根據(jù)對數(shù)十名湖南省調(diào)度人員調(diào)研結(jié)果，對其中調(diào)度人員較為關(guān)心的屏幕色彩及調(diào)度椅的舒適度、室內(nèi)空氣質(zhì)量、人機(jī)工程學(xué)的控制舒適性和便利性等方面進(jìn)行研究，結(jié)合科學(xué)理論依據(jù)和市場實例方案，最終提出了1 套基于人機(jī)工程學(xué)的適用于電力調(diào)度室的設(shè)計方案，以為相關(guān)行業(yè)的人性化設(shè)計提供參考。

2 人機(jī)工程學(xué)概念

人機(jī)工程學(xué)【5，6】這個概念是1857 年由波蘭的雅斯特萊·鮑夫斯基教授提出的。其目標(biāo)是安全、健康、舒適和高效能。其本質(zhì)就是使人所處的空間環(huán)境和所使用的操作機(jī)具最大限度地適用于人的一切活動，從而盡量減少由于空間環(huán)境或使用工具的不舒適而造成的疲勞。

調(diào)度室的人機(jī)學(xué)工程設(shè)計實質(zhì)就是用人機(jī)工程學(xué)原則對調(diào)度室的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)和優(yōu)化。目前，雖然國內(nèi)有DL-T575.2—1999《控制中心人機(jī)工程設(shè)計導(dǎo)則》等相關(guān)準(zhǔn)則和研究成果，但針對調(diào)度員真正關(guān)心的潮流圖色彩配置、調(diào)度椅舒適性以及室內(nèi)空氣質(zhì)量等問題，并沒有一套較為詳盡完善的方案。

因此，研究并改善調(diào)度員所關(guān)注的問題，是實現(xiàn)調(diào)度中心人性化設(shè)置的重點所在。

3 潮流圖方案配置

3.1 屏幕色彩理論

屏幕色彩實質(zhì)上是色階的概念，色階是表示液晶顯示屏亮度強(qiáng)弱的指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是通常所說的色彩指數(shù)。對界面色彩的設(shè)計一般是通過程序設(shè)定色彩值，用6 個16 進(jìn)制符號來表示，不同的色彩值對應(yīng)不同的顏色。

3.2 眩光

眩光【7，8】是引起視覺疲勞的重要原因之一。在對屏幕色彩搭配進(jìn)行研究時，眩光是一個不容忽視的重點。電網(wǎng)調(diào)度潮流圖是一個色彩和信息量都頗為豐富的圖。色彩搭配不當(dāng)可能引起眩光，而眩光會使人感到刺眼，引起眼睛酸痛流淚和視力降低，甚至可因明暗不能適應(yīng)而喪失明視能力。

不舒適眩光的評價方法主要有GI 炫光指數(shù)法、VCP、極限亮度曲線和UGR 統(tǒng)一眩光值法。其中，UGR 與主觀評價的相關(guān)系數(shù)最高，因此，采用UGR 方法來討論不舒適眩光的影響因素。

式中，UGR 為統(tǒng)一眩光值；Lb為背景亮度，不包括眩光源的貢獻(xiàn)，其數(shù)值等于觀察者眼睛平面上的直接照度除以π，cd/m2；Ls為眩光源的亮度，cd/m2；ω 為眩光源對觀察者眼睛所張的立體角，sr；p為眩光源的Guth 位置系數(shù)。

當(dāng)UGR 值越大，引起的不舒適感也越強(qiáng)。在潮流圖色彩配置時，應(yīng)當(dāng)注意背景亮度，由式（1）可知，亮度低的背景在同一條件下更容易引起眩光。

在調(diào)度室設(shè)計中，減少眩光影響的措施有：

1）合理布局室內(nèi)的設(shè)備和光源，使得調(diào)度員在觀察屏面時，視野內(nèi)沒有明亮光源；

2）控制來自窗戶的自然光，如采用透光較少的玻璃、百葉窗、遮光板等；

3）采用能控制光線的照明設(shè)備，使光線經(jīng)燈罩或天花板、墻壁等漫射到工作崗位；

4）使用屏面朝向可調(diào)節(jié)的顯示器；

5）對顯示屏面進(jìn)行防眩光處理，如采用漫射表面、涂防反射涂層或使用濾光屏等。

3.3 基于人機(jī)工程學(xué)的潮流圖色彩方案

電力調(diào)度運行輔助系統(tǒng)中，如潮流圖是調(diào)度員長期注視的系統(tǒng)界面，其配色的舒適性與調(diào)度員眼睛疲勞緊密相聯(lián)，因此，有必要對潮流圖的線路、文字、背景色等信息色彩探索1套較為舒適的方案。

根據(jù)上述理論，設(shè)計以下4 種潮流圖色彩方案，如表1 所示，并調(diào)研評估各方案的舒適度。

表1 潮流圖色彩配置方案

對80 名相關(guān)工作人員長期調(diào)研上述方案的舒適性發(fā)現(xiàn)：方案1 的舒適度最佳，認(rèn)可度為55%；方案2 以25%居次；方案3 為15%，方案4 為5%。調(diào)研結(jié)果進(jìn)一步驗證了上述“亮度低的背景在同一條件下更容易引起視覺疲勞”的觀點，并避免使用較多亮度高的色彩表達(dá)信息。

4 調(diào)度椅方案

4.1 辦公坐姿理論分析

調(diào)度員一般是長時間坐在椅子上進(jìn)行工作，分析坐姿對健康舒適的影響，有利于讓調(diào)度員充分利用坐姿的優(yōu)點，減輕長時間坐著對身體帶來的負(fù)面影響。

坐姿【9】時，腰椎段由前凸趨于變直，甚至略向后凸，對腰椎骨間壓力的均勻分布、對坐姿舒適性產(chǎn)生不利影響。

4.2 調(diào)度椅方案

國外對于人機(jī)工程學(xué)辦公椅的定義：“一個符合人機(jī)工程學(xué)的辦公椅是一個針對用戶能夠有效的工作、高效、安全以及減少任何感覺疲勞或不舒服而精心設(shè)計的辦公椅”。并總結(jié)了5 個符合人機(jī)工程學(xué)的辦公椅的基本特色。

1）可調(diào)整座椅深度。此功能是大部分辦公椅設(shè)計中遺忘掉的特點，但這個特點對于人機(jī)工程學(xué)設(shè)計是很有必要的。不同工作人員的高度和尺寸不同，座椅深度設(shè)計為可調(diào)整適應(yīng)工作人員的腿長是很重要的。

2）可調(diào)整椅背高度。座椅背部高度可調(diào)整會給背部很好的支撐，能更好地符合人體背部曲線。

3）可調(diào)整椅臂高度。調(diào)整合適的椅臂高度能夠保證雙臂與桌面高度更好地契合，也能減低或緩解重復(fù)性壓迫損傷。

4）氣動可調(diào)整座椅高度。氣舉的高度調(diào)節(jié)幾乎普及現(xiàn)代辦公座位。

5）可調(diào)整傾斜張力。不同體重的工作人員需要座椅具有不同的傾斜張力，高質(zhì)量的辦公椅具有張力自動補償機(jī)制，以滿足不同用戶的傾斜張力調(diào)整需要。

5 室內(nèi)空氣品質(zhì)

室內(nèi)空氣品質(zhì)【10】不僅影響人體的舒適和健康，而且對室內(nèi)人員的工作效率有顯著影響。良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)能夠激發(fā)人的活力，使人感到神清氣爽、精力充沛、心情愉悅。

5.1 空調(diào)系統(tǒng)與室內(nèi)空氣品質(zhì)

由于目前大部分的工作環(huán)境安裝使用了中央空調(diào)，長期封閉門窗，且通風(fēng)不良，進(jìn)入室內(nèi)的空氣（俗稱新風(fēng)）不足，造成了空氣中的含菌量不斷增長和滋生，造成了空氣不流通，感覺不舒服的現(xiàn)象極其嚴(yán)重。

改善措施：采取有力措施確保新風(fēng)的質(zhì)與量；加強(qiáng)對風(fēng)管及空調(diào)設(shè)備的定期清洗與維護(hù)；利用新技術(shù)和新設(shè)備確保室內(nèi)空氣品質(zhì)。

5.2 錯峰開窗

強(qiáng)調(diào)通風(fēng)并不意味著要整日門窗洞開，要合理選擇通風(fēng)時間。據(jù)研究測試，在工業(yè)比較集中的城市，晝夜有2 個污染高峰和2 個相對清潔的時段。2 個污染高峰是指日出前和傍晚（因溫度降低使污染空氣沉降），2 個相對清潔時段是上午10時和下午3 時前后，此時可酌情開窗。也可在雨后空氣比較干凈的時候適當(dāng)增加開窗的時間。

5.3 室內(nèi)綠化

作為室內(nèi)綠化設(shè)計的主要材料，綠色植物具有豐富的內(nèi)涵和多種作用：天然氧吧；綠色吸塵器；環(huán)保加濕器；消毒；阻隔和吸收噪聲等作用。但并不是所有的綠色植物都適宜擺放在室內(nèi)，如松柏類花木等對人體有刺激作用。

針對調(diào)度大廳的特殊工作環(huán)境，考慮各種植物的凈化功能及對人體有無副作用，并結(jié)合目前植物盆景市場信息，總結(jié)出適用于調(diào)度室的一套綠色植物方案如下：

5.3.1 室內(nèi)小型植物（0.6m 以下）

吊蘭：凈化甲醛能力較強(qiáng)，凈化空氣效果很好，栽培方式簡單，而且對人體無任何副作用。但擺放時間相對較短。

銀皇后：去除尼古丁、甲醛。

虎尾蘭：吸收甲醛等有害氣體。

5.3.2 室內(nèi)中型植物（0.6～1.2m）

一葉蘭：理想觀葉植物，擺放時限很長。

量天尺：仙人掌科植物，使室內(nèi)空氣中的負(fù)離子濃度增加。

5.3.3 室內(nèi)大型植物（1.2～1.8m）

龜背竹：夜間吸收二氧化碳。

巴西鐵：可清除來源于復(fù)印機(jī)、打印機(jī)的三氯乙烯。

棕竹：具有良好的裝飾效果。

5.3.4 室內(nèi)特大型植物（1.8m 以上）

綠蘿：綠化效果較好，對甲醛有一定的吸收功能。

大型鵝掌柴：去除尼古丁、甲醛。

6 結(jié)語

電力調(diào)度室實施人機(jī)工程設(shè)計是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，本文所提出的一套基于人機(jī)工程學(xué)的潮流圖色彩配置、調(diào)度椅及室內(nèi)綠色植物方案旨在緩解調(diào)度人員的視覺疲勞、腰椎和肩頸不適，并優(yōu)化其工作環(huán)境。隨著新技術(shù)的不斷應(yīng)用，調(diào)度室配置必將遇到新的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)問題，只要盡可能使工作器具和環(huán)境的設(shè)計適合人的生理心理特征、人的能力及其限度，就能使調(diào)度室的設(shè)計更加合理、更加滿足運行要求。