陳青陽 吳志軍

摘 要：為了使駕駛員在操縱大型工程車時能更有效、安全、舒適的完成作業(yè)，通過對大型工程車駕駛室內(nèi)的駕駛員視野、儀表板、駕駛室內(nèi)的色彩這三個方面的視覺進行分析與研究，提出了大型工程車駕駛員前方視野、側方視野及舒適視野的設計原則，儀表板分區(qū)及區(qū)分的方法，儀表板與駕駛員視野的設計關系，以及色彩在大型工程車駕駛室內(nèi)的運用方法。

關鍵詞：大型工程車輛駕駛室；視覺設計；視野；儀表板

0 引言

隨著社會經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，視覺設計被越來越多的運用到各個領域中，它的目的不僅僅是美化產(chǎn)品，更是設計師通過組織視覺元素來傳達關鍵問題的核心信息。隨著工程車的使用性能與設備交互性的不斷提高，駕駛室的視覺信息流量也隨之大大增加，從而對于工程車的安全運行和視覺設計提出了更高的要求。工程車駕駛室不僅要能滿足操作人員的作業(yè)要求，還能滿足操作人員在作業(yè)過程中對安全、方便、舒適的需求。如何圍繞駕駛員本身的認知、學習和行動特性進行駕駛室內(nèi)的視覺設計，豐富工程車駕駛室內(nèi)視覺設計的理論，是廣大工業(yè)設計人員急需解決的問題。然而駕駛室的視覺設計需要考慮到的視覺內(nèi)容主要包括：駕駛員的視野范圍、儀表板、色彩在駕駛室內(nèi)視覺空間中的運用等。

1 工程車輛駕駛室的視野設計

視野，物理意義指人眼固定地注視某一點或某一片區(qū)域時 (或通過輔助設備) 所能看見的空間范圍。在工程車輛駕駛室的視知覺中，視野主要涉及兩個方面。第一，駕駛員通過前方擋風玻璃、側向玻璃、后視鏡等來觀察車外的情況。第二，駕駛員通過駕駛室內(nèi)部的儀表板來觀察工程車運行的狀態(tài)。

(1)駕駛員的前方視野。駕駛員前方視野即從前擋風玻璃和后視鏡觀察到的范圍。因此，前擋風玻璃的大小、雨刮器作業(yè)時產(chǎn)生的面積的大小、柱的寬度、后視鏡的視角、后窗玻璃的大小等就成了影響工程車前方視野的主要因素。在操縱工作時，要求在前擋風玻璃的垂直方向的視野有最大的仰視角和俯視角。仰視角為前擋風玻璃的上邊緣與眼橢圓水平視角的夾角，俯視角則是前擋風玻璃的下邊緣與眼橢圓水平視角的夾角。想要較好的觀察到前方的視野，還得通過駕駛員轉動頭部來達到。此外遮陽板的設計，也是需要進行同樣的校核。這樣的設計與校核是為了使駕駛員在駕駛室內(nèi)擁有一個舒適的視野環(huán)境，以降低駕駛員的疲勞程度及最大可能的保證操縱時的安全性。

(2)駕駛員的側方視野。駕駛員的側方視野主要是指駕駛員通過自身側邊車窗玻璃與副駕駛的側邊的車窗玻璃的下沿水平切線位置觀察到的車外環(huán)境。然而大型工程車的側方視野則大多只能有效的觀察到駕駛員所在一側的視野，而另一側的視野則會出現(xiàn)許多的盲區(qū)，需要借用后視鏡來輔助觀察。因此，駕駛員一側的玻璃的垂直長度需要盡可能與駕駛員操作方向盤時的手臂相平行或在更下方至腰的位置，這樣駕駛員能更有效的觀察到玻璃外的環(huán)境。而另一側的后視鏡則需要做到普通車輛的兩倍或以上的大小，讓駕駛員一側的觀察范圍能更廣闊。

(3)駕駛員的視野盲區(qū)。盲區(qū)是視野相對立的一個概念。所謂的視野障礙就是阻礙駕駛員視野的所有物件，然而盲區(qū)指的是因視野的阻礙而阻擋了駕駛員的視線從而導致到的看不見的區(qū)域。依照分類，盲區(qū)分為單眼盲區(qū)以及雙眼盲區(qū)。進一步定義單眼盲區(qū)為通過左眼或右眼觀察物體時，障礙物遮擋住單個眼睛視線，造成無法看到的區(qū)域。雙眼盲區(qū)定義為由障礙物造成的雙眼都無法看到的區(qū)域。［1］另外，盲區(qū)也有差別之分，可分為直接盲區(qū)和間接盲區(qū)。直接盲區(qū)指的是視線被物體直接遮擋住的情況，比如：通過方向盤觀察儀表盤時所形成的盲區(qū)；間接盲區(qū)指的是觀察視線通過間接視野時被遮擋的情況，比如：通過后視鏡觀察時立柱所形成的盲區(qū)。在對工程車進行盲區(qū)校核的過程中，一般以左右眼所能看到的最大視野范圍的總和為依據(jù)，因此，只要駕駛員用一只眼睛所能看到的區(qū)域范圍，就不能稱之為盲區(qū)。盲區(qū)校核之于駕駛室內(nèi)部布置設計有著至關重要的影響。

(4)駕駛員的舒適視野范圍。駕駛員舒適視野是指，駕駛員在正常環(huán)境條件及舒適的姿勢下，他們的眼睛和頭部都在正常的活動范圍內(nèi)時，能最直觀或借助輔助設備間接看到的視野范圍。駕駛員視野分為兩種：直接視野以及間接視野。進一步定義直接視野指的是，不使用后視鏡這些輔助設備，此時能直接觀察到的視野范圍；而間接視野指的是，使用后視鏡這些輔助設備，此時可以看到的視野范圍。［2］根據(jù)人機交互工程學的規(guī)定，［3］人的眼球轉動、頭部轉動以及頭部和眼睛同時轉動各種狀態(tài)下在垂直和水平面內(nèi)的最佳視野和最大視野。當駕駛員頭部不動，只用眼睛轉動的情況下，在水平方向的視區(qū)中，10°以內(nèi)的范圍為最佳視野，是駕駛員能最清晰的辨別物體的區(qū)域；30°以內(nèi)的范圍為良好視野，需要駕駛員集中注意力才能正確辨別的；120°以內(nèi)為最大視野，處于120°邊緣的物體，則需要駕駛員高度集中注意力才能識別。在垂直方向的視區(qū)中，視覺水平線以下的10°范圍以內(nèi)為最佳視野；視覺水平線向上10°到向下30°之間的范圍內(nèi)為良好視野；視覺水平線向上60°到向下70°之間的范圍內(nèi)為最大視野。

2 儀表板的視覺設計

工程車中的操作信息顯示和按鈕一般都集中在儀表板的部位，因此，儀表板是駕駛員與工程車輛之間信息交換的關鍵紐帶。駕駛室中儀表板的視覺設計是否優(yōu)質(zhì)，決定了駕駛員是否能有效、方便、準確地認讀各個儀表中的參數(shù)，減少在操作中的失誤及錯誤，也直接影響到駕駛員的工作效率及心理疲勞指數(shù)。所以在工程車的設計中，儀表板的視覺設計也應當被賦予更多的重視。視野觀察性能好、功能在視覺上的醒目程度、整體布局上的主次關系等這些都是儀表板布局設計的原則。然而在現(xiàn)階段的工程車儀表板的設計中仍然存在著種種的不足。例如：儀表中的操作按鈕布局存在不規(guī)律性，導致功能混亂；駕駛員對儀表觀察的視野角度小，導致駕駛員無法正確判斷；儀表板中的布置缺乏對方向盤位置所產(chǎn)生的盲區(qū)進行的考慮，導致人機之間視覺信息的傳遞產(chǎn)生障礙。

(1)儀表板的分區(qū)及區(qū)分方法。在儀表板的布局設計中，應采用視覺分區(qū)的方法來布置駕駛室內(nèi)的儀表板和區(qū)分功能。從形態(tài)上來說，可以用方形或圓形進行功能區(qū)域上的區(qū)別劃分，方形可以用于大功能的區(qū)別，圓形則可用于每個小功能的區(qū)分。從色彩上來說，可以通過紅黃綠三色交通指示燈的顏色來進行使用上的提醒示意，如：綠色表示一切正常，駕駛員可安心操作工程車作業(yè)；紅色表示臨界點提醒或危險警告，如發(fā)動機過熱、油箱無油及操作失靈等一系列工程車作業(yè)時即將導致危險情況產(chǎn)生時所需要提醒駕駛員的事宜；黃色則表示一個過度中和的顏色。從材質(zhì)上來說，速度表、油表、里程表等這需要駕駛員時刻觀察的，可用玻璃等可視性好的材質(zhì)來裝飾；然而一些旋鈕式的操作部件則可采用磨砂等不易打滑的材質(zhì)，保證駕駛員在操作時不必發(fā)生不必要的失誤。

(2)儀表板與駕駛員視野。儀表板的中心應該是駕駛員在頭部不在轉動的狀態(tài)下，眼睛自然轉動就能最容易觀察到儀表的位置。資料表明，［4］前方最佳的下視野角為30°左右，所以儀表板中心和眼球中心線的連線與水平面的夾角取值范圍應在 30°內(nèi)。然而由于方向盤位置對駕駛員觀察儀表板時在視野上產(chǎn)生的遮擋形成盲區(qū)的影響情況下，則需要綜合考慮到視野及儀表板上的盲區(qū)。因此，在實際設計儀表板視覺界面的操作中，可以把儀表板的視覺中心位于方向盤中心偏上的位置，再來考慮視野角是否在30°左右。