自考04144安全人机工程学考试大纲（2026年版）

湖南 省高 等教 育自 学考 试课 程考 试大 纲安全人机工程学 （课程代码：04144） 湖南省教育考试院组编 2025 年 6 月高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：安全人机工程学课程代码：04144

第一部分

课程性质与目标

一、课程性质与特点

安全人机工程学是高等教育自学考试安全工程专业的选考课程。它运用人机工程学的原理和方法，从安全的角度探究人与机关系的合理匹配，旨在解决人机结合面的安全问题。作为人机工程学在安全领域的应用分支，该学科以保障劳动者生命健康为核心目标，以提升系统整体工效为基础条件，通过跨学科整合生理学、心理学、生物力学等多领域知识，系统性揭示导致活动者伤亡、职业病害等不利后果的物理性、生理性及心理性作用机制。其核心价值在于为工程技术设计人员提供人体数据支撑与设计准则，既实现生产效率又确保劳动者安全，是安全工程学的一个重要分支学科。

二、课程目标与基本

要求通过本课程学习，考生应具备从生理、心理及生物力学等维度，系统分析系统人机关系隐患的基本能力，能运用安全人机工程学原理，科学评价人机匹配度，并针对界面设计、功能分配、空间布局等问题，提出优化改进方案，以提升系统安全性与运行效能。基本要求：

1. 了解安全人机工程学的基本概念；

2. 掌握安全人机工程学分析的方法；

3. 能够基于所学方法对人—机关系进行全面分析，辨识其存在的问题，并进行优化设计。

三、与本专业其他课程的关系

本课程的先修课程为安全学原理，本课程中关于安全的定义、内涵和方法等知识为本课程基本知识概念的理解打下基础。

第二部分

考核内容与考核目标通过本章的学习，理解安全人机工程学的定义、研究目的；了解安全人机工程学发展、研究内容与方法及其与相关学科关系。

（一）安全人机工程学（重点）识记：1.人机工程学、安全人机工程学的定义

2.安全人机工程学的研究对象

3.安全人机工程学的研究内容理解：我国安全人机工程学的诞生与发展（二）安全人机工程学与相关学科的关系（一般）

理解：安全人机工程学与工效人机工程学、安全心理学、人体测量学、生物力学以及安全工程学等的关系

第二章 人体的人机学参数

通过本章的学习，掌握人体尺寸测量术语、测量方法，并能基于人体测量数据的运用准则来进行相关人机工程学设计。本章的难点内容为人体测量数据的应用， 要求考生能够依据作业产品的使用场景、操作方式及目标人群特征，正确筛选适用的人体尺寸百分位数据。同时，需综合考量修正系数、动态操作余量及个体差异等因素，对产品空间布局、操作部件尺寸、人机界面交互等环节进行系统性优化，确保设计方案在满足功能需求的同时，最大程度提升安全性、舒适性与使用效率。

（一）人体尺寸测量基本术语（重点）识记：1.人体测量的姿势

2.人体测量的基准面

3.人体尺寸的百分位数理解：人体尺寸测量方法应用：计算百分位数，如确定身高 1700mm 男生所在百分位数（二）人体尺寸（重点）

理解：1.静态人体尺寸

2.动态人体尺度

3.人体手脚作业域

应用：查阅最新《中国成年人人体尺寸》，并基于相关规范进行测量（三）人体生理学参数测量（次重点）

理解：人体生理学参数类型及测量方法应用：基于任务特征，选择合适人体生理学测量方案，如叉车驾驶作业（四）人体测量数据的应用（重点）识记：1.人体测量数据应用准则

2.产品的最小功能尺寸修正

3.产品的最佳功能尺寸修正理解：人体尺寸修正类型及应用应用：具备人体参数应用于产品设计或系统分析的基本技能，如对公交车扶手和绿皮火车上铺等进行安全人机工程学分析

第三章 人的生理心理因素及生物力学特性

通过本章的学习，掌握人的生理特性、心理特性以及生物力学及其与安全的关系，掌握脑力负荷测量方法，理解疲劳对人体的影响及恢复手段。本章的难点内容为人的生理、心理和生物力学特性与安全的关系，要求考生能够系统整合人体感知、 认知、运动机能的规律，结合注意力分配、情绪应激等心理机制，以及肢体活动范围、操纵力等生物力学参数，对系统进行人机工程学分析，并且提出优化或者改进设计方案。

（一）人的生理特性与安全（重点）识记：1.人的视野

2.人的视距

3.听觉过程

理解：1.人的视觉运动规律

2.人的反应时间

应用：具备结合人的视觉和听觉等特征分析某系统的合理性，如对某驾驶室和某交叉路口等进行安全人机工程学分析（二）人的心理特性与安全（重点）识记：1.人的心理特性

2.颜色对人的心理感觉的影响理解：人的心理特性对安全产生的影响方式应用：具备结合人的心理特性分析事故原因或者安排工作岗位，如某核电厂操作员误按停堆按钮人因事故分析和某企业职业人员伤亡事故原因分析（三）人体生物力学（重点）

理解：1.人体各部分的操纵力特征

2.人体动作速度与准确度

3.影响人体作用力的因素应用：具备结合人的生物力学特性分析工具或者空间的合理性，如刹车与油门布置，叉车把手设计和精细作业姿势设计等（四）脑力负荷（次重点）

理解：人的脑力负荷测量方法（五）疲劳与恢复（次重点）识记：1.人体疲劳的定义与分类

2.人体疲劳的测量方法理解：1.人体疲劳的产生机理

2.影响人体作业疲劳的因素应用：人体疲劳消除方法，如乒乓球运动员体力疲劳消除

第四章 安全人机功能匹配

通过本章学习，理解人机系统类型及特征，掌握机械的安全特性，理解人机功能分配的原则。本章的难点内容为人机功能分配，要求考生能基于人体生理心理局限、机械性能边界等安全特性，结合系统运行目标、风险场景，诊断现有功能分配在可靠性、效率、容错性等方面的潜在缺陷。同时，需综合考量成本、技术可行性及人机协同需求，提出兼顾安全性与实用性的优化方案，实现人机优势互补、风险可控的系统效能提升。

（一）人机系统（次重点）

理解：1.人机系统类型

2.人机系统功能

（二）机械的安全特性（次重点）

理解：机械设计时应考虑的安全人机工程学要求（三）人机功能匹配（重点）识记：人机功能分配定义理解：1.人的主要功能

2.机的主要功能

3.人机特性比较

4.人机功能分配原则应用：分析某设计中人机功能分配情况，如自动驾驶

第五章 人机系统的安全设计与评价

通过本章学习，理解人机界面安全设计的原则，掌握显示器和控制器设计相关原则与方法，理解可维修设计的内涵；掌握作业环境设计要点，包括温度、光、色彩、尘毒等；掌握安全防护设计的内涵与原则；掌握人机系统可靠性的基本内涵。

本章的难点内容为显示器和控制器的设计。对于显示器设计，要求考生能依据人的视觉与听觉特性，结合系统对显示内容、精度、频率等需求，针对各类显示器（如视觉显示装置、听觉报警装置）开展人机工程学分析，识别现有设计在信息传递效率、易读性、抗干扰性等方面的不足，提出优化和改进方案。对于控制器设计，要求考生能基于人体生物力学特性（如肢体活动范围、操纵力），结合系统对控制精度、响应速度、操作频率等要求，对各类控制器（如按钮、手柄、踏板等）进行人机工程学评估，深入剖析操作负荷、误操作风险、人机匹配度等关键问题，并制定符合人体功能特性的改进策略。

（一）人机系统（次重点）

理解：1.人机系统设计、评价内容

2.人机系统评估方法（二）显示器设计（重点）识记：1.视觉显示器类型及设计要点

2.听觉显示器类型及设计要点理解：1.显示器性能要求

2.显示器设计基本原则应用：某显示器安全人机工程学分析与优化设计，如洗衣机显示界面，核电站信息显示界面（三）控制器设计（重点）识记：1.控制器类型

2.控制器编码

理解：1.控制器设计原则

2.控制器的空间布置应用：基于安全人机工程学思想，分析某设计中控制器设计的合理性，如键盘按键设计（四）可维修性设计（一般）识记：设备可维修性设计定义理解：设备可维修性设计原则应用：分析某设备的可维修性，如船舶维修（五）作业环境设计（次重点）识记：1.高温环境

2.低温作业的定义

3.照明设计的定义

4.色彩调节的定义

5.噪声的定义

理解：作业环境对人的影响，温度、湿度、采光照明、色彩、工业粉尘、工业毒物、噪声、振动、高气压、低气压、电离辐射、非电离辐射等物理因素对安全的影响应用：结合其他专业知识，具备应用检测仪器仪表等工具对作业岗位、作业场所的粉尘、噪声、振动等环境影响因素进行分析及评价的基本专业技能，如高原驾驶安全（六）安全防护装置设计（次重要）识记：安全防护装置定义理解：1.安全防护装置作用

2.安全防护装置分类

3.安全防护装置设计原则应用：分析某设备安全防护装置设计的合理性，如电梯（七）人机系统的安全与可靠性（次重点）识记：1.系统可靠性的定义

2.产品或系统故障率

3.影响人的可靠性的因素

4.人的失误定义

5.人的失误类型

理解：1.人的失误特点

2.人的失误原因

3.人的可靠性分析方法

4.影响人的可靠性因素应用：提高人机系统安全可靠性的途径，如核电厂可靠性

第六章 安全人机工程学的实践与运用

通过本章学习，理解作业空间及其设计内涵以及设计原则，掌握不同作业姿势下活动空间布局设计要点；理解手持工具、显示终端、控制室、办公室、产品人性设计、道路交通运输以及海军装备领域中的安全人机工程问题。本章的难点内容为作业空间设计，要求考生能够依据任务复杂度、操作频率及持续时长，确定人体最佳作业姿势（如精细装配宜坐姿，重物搬运需站姿），并结合人体测量数据与动作可达域，合理规划操作空间尺寸、设备布局及物料流线。同时需综合考量动态操作余量、环境约束（如控制室的视距限制）、安全防护需求，优化空间布局中的操作舒适性、视觉可达性及应急便捷性，实现作业效率与人体安全的平衡设计。

（一）作业空间设计（重点）识记：1.人体工作空间设计原则

2.人体坐姿、立姿以及坐-立交替作业空间布局设计要点

3.安全距离设计类型理解：1.作业空间类型及特征

2.人体作业姿势类型及特征

3.岗位设计内涵

4.受限空间作业设计因素应用：某岗位作业空间人机工程学分析及优化设计，如塔吊驾驶室等（二）手持工具的安全人机工程（一般）

理解：1.手持工具风险

2.手持工具人机设计要点（三）控制室的安全人机工程（次重点）

理解：复杂系统控制室（如核电控制室，机场塔台控制室）空间布局，以及照明与采光、温度与湿度以及建筑要求等（四）显示终端的安全人机工程（次重点）

理解：1.显示终端对人体健康的影响

2.显示终端操作者作业姿势

3.显示终端操作者健康防护（五）办公室的安全人机工程（一般）

理解：智能型办公室的安全人机工程要求（六）产品人性设计中的安全人机工程（一般）

理解：1.产品人性设计的概念与目的

2.产品人性设计的具体要求（七）道路交通运输中的安全人机工程（一般）

理解：1.驾驶员作业特征，如视觉特性与疲劳

2.汽车人机系统设计，如座椅、显示装置、控制系统、空间以及视野设

3.车辆安全设计

（八）海军装备中的安全人机工程（一般）

理解：1.海军装备系统的人-机关系

2.海军装备新型交互技术

第三部分

有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”“理解”“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上， 其含义是：识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、教材

指定教材：《安全人机工程学》，廖可兵，应急管理出版社，2019 年第 2 版

三、

自学方法指导

1．在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2．阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3．在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4．完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

四、对社会助学的要求

1．应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2．应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

3．辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

4．辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。

5．辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6．注意对考生能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7．要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8．助学学时：本课程共 3 学分，建议总课时 54 学时，其中助学课时分配如下：

章次内容学时

第二章

人体的人机学参数

第三章

人的生理心理因素及生物力学特性

第四章

安全人机功能匹配

第五章

人机系统的安全设计与评价

第六章

安全人机工程学的实践与运用合计

五、关于命题考试的若干规定

1．本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2．试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为 30%、“理解”为40%、“应用”为 30%。

3．试题难易程度应合理：容易、中等、难比例为 3：4：3。

4．每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占 60%，次重点占 30%，一般占 10%。

5．试题类型一般分为：单项选择题、名词解释题、简答题、计算题、论述题。

6．考试采用闭卷笔试，考试时间 150 分钟，采用百分制评分，60 分合格。

六、题型示例（样题）

一、单项选择题

（本大题共 20 小题，每小题 1 分，共 20 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡” 上的相应字母涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。

1．人机工程学起源于A．美国 B．欧洲 C．日本 D．加拿大

二、名词解释题

（本大题共 4 小题，每小题 3 分，共 12 分）

21．人的反应时间

三、简答题

（本大题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分）

25．人机关系随社会的发展有很大的变化，请举例说明其变化及其特点。

四、计算题

（本大题共 1 小题，每小题 12 分，共 12 分）

30．某工作车间的面积是 10m2，均分成 10 格，测得各方格中心点的照度为：173lx、125lx、115lx、100lx、114lx、345lx、362lx、254lx、403lx、401lx，求平均照度，并判断照度是否均匀?

五、论述题

（本大题共 2 小题，每小题 13 分，共 26 分）

31.试述最佳作业空间设计应考虑的因素。