人机工程学(2013 -2014学年第一学期)（广州图书馆自助借还书系统人机工程学分析）课程名称人机工程学报告名称广州图书馆自助借还书系统人机工程学分析指导老师xxx小组成员xxx报告时间2013年12月31日目录1. 引言 (3)1.1 选题的依据和意义 (3)2. 人机界面分析 (4)2.1 人体模型的选取 (4)2.2人机界面组成 (5)2.3 触控屏幕分析 (6)2.4 其他分析 (11)2.5尺寸分析 (12)2.5.1 显示器尺寸 (12)2.5.2 操作台尺寸 (15)3. 用户行为分析 (15)3.1 读者借书流程 (15)3.2 读者还书流程 (16)4. 用户行为仿真及仿真结果分析 (17)4.1 创建产品模型 (17)4.2可触及分析 (18)4.2.1用户行为仿真及仿真结果分析 (19)4.3视野分析 (24)5. 总结与体会 (31)1.引言1.1 选题的依据和意义图书馆的规模在不断的扩大，图书的数目也不断地增多，有关图书的各种信息也成倍增多，面对庞大的信息量，传统的人工管理会导致图书馆管理上的混乱，人力和物力的浪费，管理成本的增加，从而使图书馆的负担过重，影响整个图书馆的运作和控制管理。
随着科学技术的发展尤其是计算机的迅速发展,这种传统的手工作业方法必然被以计算机为基础的信息管理方法所取代。
自助借还书系统是让读者在图书馆内利用机器设备自行借阅或归还图书资料，而无需经过馆员手工作业的一种服务方式。
这种借还书方式而自助服务提供的则是一种全新的选择，通过简单的人机对话，就可以自主完成图书的借还。
实现了信息管理自动化，提高了处理的及时性和准确性，受到读者们的广泛青睐。
在此，我们通过对借还书系统的物理尺寸分析、空间尺度分析及操作过程的效率分析，对借还书系统的合理性进行评估。
1.2主要分析方面本文将通过以下方面对借还书系统人机系统进行分析：1）人机分析2）用户行为分析3）用户行为仿真及仿真结果分析分析图1.1 广州图书馆 3M读者自助借还书系统2.人机界面分析2.1人体模型的选取根据《中国成年人人体尺寸GB/T10000-1988》标准，及借还书系统的使用情况，考虑到使用自助借还书系统的读者基本为成年人，我们对男性选择18-60周岁之间的错误!未找到引用源。
数据作为上线数据，女性选择18-55周岁之间的错误!未找到引用源。
数据作为下线数据。
这里还选取了我们小组组成员的人体参数作为对一般人群的评估依据。
在对视野评估中，在SAMMIE中自定义数字人的人体尺寸时，我们需要输入眼高，但是在SAMMIE中自定义数字人中并不存在眼高这一选项，眼高是软件根据输入的其他的人体参数来自动确定的。
为了方便评估工作的进行，这里对选取的3组数据进行了编号分组处理，具体编号情况见下表。
表2-1 数字人体立姿人体参数编号 1 2 3性别女男女年龄18—55 18—60 21百分位小组成员身高（mm）1494 1790 1555肩宽(mm) 320 334 321坐肩高518 641 595膝高424 532 435坐高765 914 858手长159 196 167上肢长614 792 681臀膝距495 595 515标准中所查到的数据，都是在被测者裸体或仅穿有内衣的情况下测量的，是人体的绝对参数。
不过这与产品使用中用户的身体参数并不一样，因此根据《在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则GB/T12985-91》标准，我们必须对这些数据进行修正，标准中也给出了常用的修正量。
修正量：1、穿鞋修正量：身高、眼高、肩高、肘高对男子加25mm，女子加20mm（这里不考虑高跟鞋）2、姿势修正量：立姿时的身高、眼高等减10mm；3、借还书系统中对于需要按的地方，上肢前展长（即后背至中指尖点的距离）减少12mm。
4、暂不考虑心理修正量。
心理修正是一个复杂的过程，需要大量的研究观察才能确定最终的修正量，在这个分析中我并没有考虑心理修正量。
数据确定后就要在SAMMIE中创建数字人模型，为了便于区别各个对象，我们对每个数字人的做个颜色上的区别，1为女性的模型，2为男性的模型，3为小组成员的模型。
如图2.1所示。
图2.1 3组人体模型2.2人机界面组成人机界面的组成：•触控屏幕•书本感应区•借阅证感应区•指示区图2.2 2.3触控屏幕分析1)借书过程界面图2.3.1图2.3.2图2.3.3 图2.3.4 图2.3.5图2.3.6图2.3.7图2.3.8 2)还书过程界面图2.3.9 图2.3.10 图2.3.11图2.3.123)界面存在问题分析动画演示：优点：清晰直观缺点：颜色较为单调，对比度不够，图像和符号过于模糊，识别上有难度优点：目标较大，容易识别缺点：占用空间太多2.4其他分析识别度太低识别度较高此处的“附件”指代模糊布局不当，不便于右手操作操作台空间狭小，难以容纳书本、背包等提示操作与实际操作的借阅证感应方式不符，容易给用户造成疑惑。
2.5 尺寸分析2.5.1 显示器尺寸显示装置是人机信息交换过程的重要组成部分。
其视线特征为自然视线，即头部和双眼都处于放松状态时的视线。
自然视线在水平视线之下约30度。
表2－1 几种视线的特征及应用视线名称姿势头轴线的前倾角α视线对水平线的下倾角β放松部位应用举例水平视线立正0 0 ――垂直方向的基准视线正常视线立正0 15 眼坐姿、立姿观察常用视线自然视线放松立姿15 30 眼、头坐姿控制台、坐姿阅读、立姿操作常用视线坐姿操作视线放松坐姿25 40 眼、头、背坐姿操作常用视线图2.5.1 自助借还书系统显示器视距是识别对象与操作者眼睛之间的距离或距离范围，正确地识别观察对象地视距称为识别视距。
实际上，是否能正确观察对象的决定条件是视角。
一般来说，设计视距时，在560mm 处较为适宜，小于380mm 会发生目眩，超过760mm 会看不清细节。
自助借还书系统显示器高度设计属于平均尺寸设计，需要满足第50百分位数的女性人体尺寸作为设计的依据。
因此，取50％女性站姿眼高与穿鞋修正量来计算显示器最佳高度。
表2－2 部分人体尺寸（GB10000-88）身体保持在固定位置，头部与眼睛转动注视目标时，其双眼最佳视野如图：性别尺寸项目 百分位数男（18～60岁）女（18～60岁）50 50 眼高 1588 1454 肘高 1024 960 手功能高741704图2.5.2 最佳垂直观察视野图2.5.3 最佳水平观察视野由于自然视线状态下，视线对水平线的下倾角为30度，最佳视距为560mm,在水平视野内辨别字的角度10º~ 20º，在垂直视野内，在一般状态下，站立时自然视线低于水平线10º，且眼睛转动区为30º。
因此，根据表2-2所示相关数据，显示屏宽：560mm*tan 15º*2=300mm显示屏长：560mm*tan 10º*2=197mm眼部高度最小功能尺寸为：1454mm＋20mm＝1474mm由于自然视线状态下，视线对水平线的下倾角为30度，最佳视距为560mm,因此，显示器最佳高度为：560*sin30=352mm，1474－352＝1122mm由于以上表中人体尺寸依据是20世纪80年代的数值，现代人的人体尺寸普遍比上述值偏大，在此，对计算的结果要根据实际情况增加修正量，得出显示器高度约为1200mm。
2.5.2 操作台尺寸自助借还书的工作主要为放置书本、证件，和点击触屏，即非精细作业，也非重负荷作业，操作简单，肢体位置基本固定。
因此，手腕保持顺直，胳膊自然下垂为收银员最佳工作姿势。
根据表2-2所示相关数据，操作台面高度最小功能尺寸为：960mm+20mm=980mm相关资料显示最舒适的站姿工作高度时低于人的肘部高度约7.6cm，在此，对计算的结果要根据实际情况增加修正量，得出操作台面高度约为900mm。
3. 用户行为分析3.1 读者借书流程读者的主要行为有：1)把要借的书放在操作台面的空白处2)阅读操作台右侧的自助借书指引3)点击显示屏上的借书按钮4)将读者证或者身份证放在操作台右侧的感应区，或把读者证放在操作台中间的感应区进行扫描，或者把社保卡插在操作台右侧的感应区。
5)扫描成功后取走借书证6)进入读者信息界面，点击下一步7)把图书放在操作台中间的感应区8)界面显示借阅成功，可进入下一本的操作，直至全部书感应完毕9)点击退出按钮，结束借书过程。
3.2 读者还书流程读者的主要行为有：1)把要还的书放在操作台面的空白处2)点击显示屏上的还书按钮3)把图书放在操作台中间的感应区，如果有光盘要取出来和书本分开还4)界面显示归还成功，可进入下一本的操作，直至全部书感应完毕5)点击退出按钮，结束借书过程，书本放到旁边的回收箱中。
在广州图书馆的一楼，专门有一个读者自助借还书的区域，这个区域本来是划分成借书和还书两部分的，但由于与实际情况不符合，所以后来就统一变成借还书区域了。
如果是第一次使用本系统的人，他会先去看操作台上面的借书指引，然后再进行提示，同时，显示屏上每一步操作都会有相应的动画提示，不过有些动画是有一定的误导性的。
通过在图书馆观察并拍摄记录人们的借书行为，我们发现读者们使用一台机器的平均时间大概是4到6分钟左右，而且有些读者操作时会存在以下的一些问题：1)有些读者会先放读者证，然后再点击屏幕上的借书，这样感应器就无法感应，一定要先点击借书按钮，再进行感应或者扫描才可以操作成功；2)有些读者证会先把书本放在感应区，然后再点借书按钮进行操作，这样图书就不能被感应成功，这样反复几次操作失败，读者就会想工作人员求助；3)操作台的下面有个小平台应该是可以暂时放置书本的，但是没有看到读者是把书放在那里，再一本本的归还或借阅的；4)左右两个操作台的中间有个弧线过渡的凹下去的地方，不知道这个设计是可以让读者暂时放包还是单纯为了美观，不过好像基本没有人会放包包上去。
5)一些读者是把读者证放到红外线下方来扫描条形码的，但是这样经常不成功；6)借书的时候是可以多本同时感应，而还书的时候只可以逐本操作（向相关技术人员了解到这个设计是为了避免人们在不知情的情况下漏还书本），可是系统不能够区别光盘和书籍，所以当书籍中夹有光盘的时候系统提示“归还失败，一次只能归还一本” ，所以很多人还是不知道错误原因，转向求助工作人员。
通过向相关技术人员以及员工的访问，我们了解到，很多读者在借还书的过程都经常会出现各种各样的问题，连我自己也因为还书的时候不知道光盘要单独还而导致光盘没有还成功，结果不能立刻借书，要去相应的书架把书中的光盘再找出来去还，这样才能重新借书。
因为没有好好考虑到读者借还书的习惯以及没有做出比较直观、有效的指引方式，导致读者在借还书的过程中常常出现各种因错误操作而导致的问题，而当尝试几次都解决不了的时候，很多读者就会开始烦躁，转而向附近的工作人员求助。