載人潛水器艙室人機(jī)交互技術(shù)要求編制說明

一、工作簡(jiǎn)況

（一）任務(wù)來源

根據(jù)《交通運(yùn)輸部關(guān)于下達(dá)2021年度交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃（第一批）的通知》

交科技函〔2021〕136號(hào)，由上海交通大學(xué)、上海交大海洋水下工程科學(xué)研究院

有限公司等單位完成《載人潛水器艙室人機(jī)交互技術(shù)要求》（項(xiàng)目編號(hào)：JT2021-

21）的起草工作。

（二）標(biāo)準(zhǔn)起草單位、主要起草人員及其工作內(nèi)容

1．標(biāo)準(zhǔn)起草單位

上海交通大學(xué)、上海交大海洋水下工程科學(xué)研究院有限公司、深圳市杉葉實(shí)

業(yè)有限公司、交通運(yùn)輸部上海打撈局、中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇二研究所。

（1）上海交通大學(xué)

上海交通大學(xué)是我國(guó)歷史最悠久、享譽(yù)海內(nèi)外的著名高等學(xué)府之一，是教育

部直屬并與上海市共建的全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)。經(jīng)過120多年的不懈努力，上海交通大

學(xué)已經(jīng)成為一所“綜合性、研究型、國(guó)際化”的國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際知名大學(xué)。上海

交通大學(xué)海洋水下工程科學(xué)研究院是國(guó)內(nèi)最具有實(shí)力的專門從事水下工程和潛

水醫(yī)學(xué)、高氣壓醫(yī)學(xué)、水下技術(shù)與裝備研究的單位，在工程技術(shù)應(yīng)用、開發(fā)研究

和標(biāo)準(zhǔn)化研究等方面取得了豐碩成果。單位下設(shè)高壓氧艙研究實(shí)驗(yàn)室、水下環(huán)境

模擬實(shí)驗(yàn)室、特殊環(huán)境生理醫(yī)學(xué)研究所等研究機(jī)構(gòu)，具有先進(jìn)的專業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)

施和設(shè)備，其中3MPa潛水實(shí)驗(yàn)高壓艙群和水下環(huán)境條件模擬實(shí)驗(yàn)室處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)

先地位。高壓艙群及飽和潛水設(shè)備系統(tǒng)由一個(gè)38m3水艙和兩個(gè)各18m3主艙構(gòu)

成的3MPa高壓艙群及飽和潛水設(shè)備系統(tǒng)，可模擬水下300m深處的飽和潛水作

業(yè)和生活環(huán)境。為拓展?jié)撍t(yī)學(xué)和高氣壓、高原醫(yī)學(xué)的研究，特殊環(huán)境生理醫(yī)學(xué)

研究所于2012年建成6MPa潛水動(dòng)物實(shí)驗(yàn)艙，同時(shí)可模擬海拔10000m高原環(huán)

境。單位特殊環(huán)境生理醫(yī)學(xué)研究所主要通過生理和醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，研究安全、高

效、實(shí)用的潛水技術(shù)，包括：潛水減壓過程中的生理醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究、潛水作業(yè)減

壓程序的實(shí)驗(yàn)研究、潛水安全及潛水事故后鑒定管理、潛水病的臨床及機(jī)理的試

驗(yàn)研究、高壓氧治療、新型潛水裝具及其生理醫(yī)學(xué)要求等科學(xué)研究。其中在3MPa

1

潛水實(shí)驗(yàn)高壓艙群中進(jìn)行了多次中美合作科學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括25m氮氧飽和空氣反

復(fù)巡潛和60m～80m氦氮氧巡潛實(shí)驗(yàn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

項(xiàng)目組成員均具有多年參加國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫、修訂和審核等方面的經(jīng)驗(yàn)，已

完成數(shù)項(xiàng)國(guó)軍標(biāo)編寫工作，對(duì)潛水作業(yè)、潛水員健康等方面也開展了許多研究，

積累了豐富的研究經(jīng)驗(yàn)，并取得了豐碩的研究成果，為本項(xiàng)目研究工作的開展奠

定了基礎(chǔ)。

（2）上海交大海洋水下工程科學(xué)研究院有限公司

上海交大海洋水下工程科學(xué)研究院有限公司為上海交通大學(xué)直管的專業(yè)從

事水下工程研發(fā)及技術(shù)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)。前身為上海海洋水下工程科學(xué)研究

院，是交通部1978年成立的專業(yè)從事水下工程技術(shù)研究的部屬一級(jí)科研單位。

成立初期命名為交通部海上救撈科學(xué)研究院。1982年由交通部和石油部共管，

改名為交通部石油部海洋水下工程科學(xué)研究院。之后又更名為上海海洋水下工程

科學(xué)研究院。2001年，隨著國(guó)家科技體制改革，正式并入上海交通大學(xué)，更名為

上海交通大學(xué)海洋水下工程科學(xué)研究院。2004年4月，注冊(cè)成立為上海交大海

科（集團(tuán)）有限公司，專業(yè)從事水下工程技術(shù)領(lǐng)域的研究開發(fā)和技術(shù)服務(wù)。2016

年，更名為上海交大海洋水下工程科學(xué)研究院有限公司。本公司屬于水運(yùn)交通和

海洋工程行業(yè)，是目前國(guó)內(nèi)唯一集水下工程技術(shù)研發(fā)、工程施工、專業(yè)設(shè)備開發(fā)

銷售、潛水培訓(xùn)和潛水生理醫(yī)學(xué)為一體的綜合性水下工程技術(shù)研發(fā)單位。作為高

新技術(shù)企業(yè)和上海市專精特新企業(yè)，本公司始終致力于水下大深度無人遙控潛水

技術(shù)研發(fā)、潛水保障技術(shù)、特殊環(huán)境醫(yī)學(xué)和生理學(xué)研究、水下工程監(jiān)測(cè)與檢測(cè)、

水下工程施工和水利（交通）工程咨詢和施工監(jiān)理。先后承擔(dān)完成了包括中日海

底電纜和白鶴梁水下遺址保護(hù)、天津海河沉管隧道、東海大橋風(fēng)電二期等重大工

程項(xiàng)目400項(xiàng),在海洋工程、特殊生理醫(yī)學(xué)及沉管隧道技術(shù)領(lǐng)域多次獲得了國(guó)家

和省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)。2014年作為主要技術(shù)研發(fā)單位，本公司自主研制成功了“國(guó)家

863計(jì)劃海洋技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的重點(diǎn)項(xiàng)目”4500米“海馬”號(hào)無人遙控潛水器

（ROV）。這是目前我國(guó)下潛深度最大、國(guó)產(chǎn)化最高的無人遙控潛水器，它被認(rèn)為

是我國(guó)深海高技術(shù)領(lǐng)域繼“蛟龍?zhí)枴敝笥忠粯?biāo)志性成果。

（3）深圳市杉葉實(shí)業(yè)有限公司

2

深圳市杉葉實(shí)業(yè)有限公司是交通運(yùn)輸部救撈系統(tǒng)一家致力于商業(yè)潛水實(shí)踐

與理論相結(jié)合的單位，公司成立二十多年來已完成了五百余項(xiàng)潛水工程作業(yè)，積

累了豐富的潛水現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。該公司多年來還一直參與我國(guó)潛水行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化

建設(shè)工作，主持和參與了多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編寫。

（4）交通運(yùn)輸部上海打撈局

交通運(yùn)輸部上海打撈局是中國(guó)最大的搶險(xiǎn)救助打撈專業(yè)單位之一。承擔(dān)公益

性搶險(xiǎn)打撈及財(cái)產(chǎn)救助責(zé)任，肩負(fù)國(guó)家指令性政治、戰(zhàn)備和救災(zāi)等應(yīng)急保障任務(wù)。

主要業(yè)務(wù)包括：搶險(xiǎn)救撈，海洋工程、海油服務(wù)、飽和潛水、潛水設(shè)備制造等，

并制定一系列的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。主要有：混合氣潛水安全要求（GB28396—

2012）、飽和潛水作業(yè)人員要求（JT/T741—2009）、200m氦氧飽和潛水氣體配置

要求（JT/T742—2009）、無人遙控潛水器協(xié)同潛水作業(yè)要求（JT/T746—2009）、

潛水醫(yī)師專業(yè)培訓(xùn)與考核要求（JT/T908—2014）、潛水員潛水后飛行要求（JT/T

909—2014）、職業(yè)潛水員心理健康評(píng)價(jià)（JT/T1101—2016）、飽和潛水衛(wèi)生要求

（JT/T1233—2018）等國(guó)家和交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（5）中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇二研究所

七○二所主要從事船舶及海洋工程領(lǐng)域的水動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)及振動(dòng)、噪聲、

抗沖擊等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，以及高性能船舶與水下工程的研究設(shè)計(jì)與開

發(fā)。七○二所堅(jiān)持科技創(chuàng)新，成功研制了大深度載人潛水器、掠海地效翼船、小

水線面雙體船、水翼船、援潛救生設(shè)備、Z型全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器、高速游艇、水上游

樂設(shè)施、環(huán)保型保溫棉生產(chǎn)線、以藍(lán)藻打撈與處理、生態(tài)清淤裝備為代表的水環(huán)

境治理裝備等系列產(chǎn)品，開發(fā)了SHIDS船舶性能設(shè)計(jì)系統(tǒng)等專用軟件。許多科研

成果已轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品或應(yīng)用于船舶設(shè)計(jì)、建造和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的編制中，為我國(guó)船舶和

海洋工程事業(yè)及地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

2．標(biāo)準(zhǔn)主要起草人員

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：石路、李洋洋、張輝、葉聰、徐偉哲。

3．具體工作內(nèi)容

任務(wù)具體分工如表1所示：

3

表1項(xiàng)目任務(wù)分工

序號(hào)姓名職稱工作單位項(xiàng)目中承擔(dān)的工作

負(fù)責(zé)項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)、組織研究、

1石路副研究員上海交通大學(xué)進(jìn)度安排、方案制定、成果評(píng)估。參與標(biāo)準(zhǔn)

第4章，第5章的編寫。

上海交大海洋水

參與載人潛水器人機(jī)設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研，

2李洋洋工程師下工程科學(xué)研究

參與標(biāo)準(zhǔn)第4章，第5章的編寫。

院有限公司

深圳市杉葉

參與標(biāo)準(zhǔn)總體設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)、方案制定、

高級(jí)工程師實(shí)業(yè)有限公司/

3張輝成果評(píng)估等工作；參與標(biāo)準(zhǔn)第4章、第5章

主任醫(yī)師交通運(yùn)輸部

的編寫。

上海打撈局

中國(guó)船舶重工集

參與載人潛水器設(shè)計(jì)調(diào)研和資料收集，參與

4葉聰研究員團(tuán)公司第七〇二

標(biāo)準(zhǔn)第4章、第5章的編寫。

研究所

中國(guó)船舶重工集

5徐偉哲高級(jí)工程師團(tuán)公司第七〇二參與標(biāo)準(zhǔn)第5章的數(shù)據(jù)收集工作。

研究所

（三）主要工作過程

本課題在標(biāo)準(zhǔn)化研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了周密的部署。主要過程如下：

2021年4月-8月，成立標(biāo)準(zhǔn)起草組，標(biāo)準(zhǔn)起草組首先編寫了標(biāo)準(zhǔn)大綱和總

體實(shí)施計(jì)劃，隨后編寫了課題任務(wù)書，落實(shí)了參與單位和人員，制定了編寫計(jì)劃，

完成了標(biāo)準(zhǔn)草案。

2021年9月-2022年1月，起草組通過對(duì)以往研究的綜合分析及文獻(xiàn)調(diào)研進(jìn)

一步對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了修改，形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及配套編制說明。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)

（一）標(biāo)準(zhǔn)編制原則

1.協(xié)調(diào)一致性原則

本標(biāo)準(zhǔn)的起草主要參考已發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)以及交通運(yùn)輸行業(yè)

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，與已有標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際運(yùn)行、管理保持協(xié)調(diào)一致。

4

2.服務(wù)性原則

我國(guó)載人深潛事業(yè)近年發(fā)展迅猛，但統(tǒng)一的艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一直是行

業(yè)空白。本標(biāo)準(zhǔn)的制定可為現(xiàn)有潛水器艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)的維護(hù)改造、新型潛水

器艙室設(shè)計(jì)研發(fā)記憶其他行業(yè)領(lǐng)域艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)提供參考。

3.實(shí)用性原則

堅(jiān)持科學(xué)、系統(tǒng)、實(shí)效為主的原則完成標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，符合載人深潛人機(jī)

工效學(xué)發(fā)展?fàn)顩r和行業(yè)實(shí)際需求，對(duì)完善我國(guó)交通安全生產(chǎn)體系，使其達(dá)到國(guó)際

先進(jìn)水平和我國(guó)實(shí)踐需要具有現(xiàn)實(shí)意義。

4.優(yōu)先級(jí)原則

起草組在標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，優(yōu)先采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（二）確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)

1.載人潛水器及標(biāo)準(zhǔn)體系在救助打撈系統(tǒng)的應(yīng)用分析

交通運(yùn)輸部救助打撈系統(tǒng)是我國(guó)唯一一支國(guó)家專業(yè)救助打撈隊(duì)伍，承擔(dān)著海

上人命救助、船舶和財(cái)產(chǎn)救助、沉船沉物打撈、海上消防、清除溢油污染等重要

使命，同時(shí)還承擔(dān)了我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)任務(wù)。近年來，遙控?zé)o人潛水

器（ROV）在救助打撈工程中的穿引鋼絲、布設(shè)吊帶、水下清障、疏浚除泥、水

下索具帶掛、鋼纜切割甚至沉船的解體等作業(yè)技術(shù)已日趨成熟，尤其是潛水員很

難到達(dá)的深度和危險(xiǎn)環(huán)境，更顯示了ROV的優(yōu)勢(shì)。然而，當(dāng)救助打撈作業(yè)需要

精細(xì)操作且潛水員無法下水時(shí)就需要載人潛水器（HOV）的介入。HOV是由人員駕

駛操作具備水下機(jī)動(dòng)和作業(yè)能力的裝備，可運(yùn)載科學(xué)家、工程技術(shù)人員和各種電

子裝置、機(jī)械設(shè)備快速、精確地到達(dá)各種海洋復(fù)雜環(huán)境，開展海洋資源勘探、海

洋科學(xué)研究、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、深海救援打撈、海洋軍事應(yīng)用以及考古、水下觀光

旅游與水下電影拍攝等多種復(fù)雜作業(yè)。隨著全球海權(quán)意識(shí)及科技水平的提高，HOV

愈發(fā)受各國(guó)重視，逐漸成為國(guó)家深海事業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)手段和強(qiáng)力支撐。

近年來我國(guó)海洋運(yùn)輸業(yè)飛速發(fā)展，隨之而來的沉船事故也有所增加，水下沉

船的打撈救援成為業(yè)界關(guān)注重點(diǎn)。目前沉船打撈主要以封艙抽水打撈法等傳統(tǒng)方

5

式為主，傳統(tǒng)方法都需要潛水員在水下進(jìn)行沉船處海底地形勘探、沉船損壞程度

檢查等作業(yè)。除沉船打撈外，水下文物打撈也受到社會(huì)各界人士的關(guān)注，我國(guó)僅

南海海域就有5000多艘古船需要打撈。然而，由于受到水下深度和海況的的影

響，潛水員在水下作業(yè)難度大、效率低、成本高，并且在很多海域潛水員無法到

達(dá)。空氣潛水員可下潛深度為60m，對(duì)于更深海域的打撈需要通過混合氣潛水

員或飽和潛水員，大大增加了打撈的費(fèi)用與打撈周期?？梢姡F(xiàn)有的救助打撈手

段已不能滿足沉船打撈、文物打撈的迫切需求。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，截止2019年美國(guó)“阿爾文”號(hào)HOV已完成“海底搜索和打撈”

任務(wù)244次,1966年“阿爾文”號(hào)與“凱夫”ROV協(xié)同作業(yè)在856m水深處打撈

起了一顆氫彈受到世人矚目；1979年美國(guó)深潛救生艇“DSRV”于120m水深和

英國(guó)潛艇“奧丁神”號(hào)對(duì)接成功，并把“奧丁神”號(hào)上的全部艇員轉(zhuǎn)移到另一艘

潛艇上去，在人類歷史上第一次實(shí)現(xiàn)了“內(nèi)空”對(duì)接和人員轉(zhuǎn)移；1986年，美國(guó)

“挑戰(zhàn)者號(hào)宇航飛機(jī)失事，軍方動(dòng)用了三臺(tái)HOV和其他幾臺(tái)ROV，前后花了6個(gè)

月總共回收了50t的廢片和殘骸；法國(guó)“鸚鵡螺”號(hào)HOV迄今已完成超1000

余次下潛作業(yè)，除資源勘探、深海環(huán)境調(diào)查等科學(xué)任務(wù)外，其多次參與完成了軍

方搜救打撈任務(wù)。我國(guó)早在20世紀(jì)80年代就開展了HOV相關(guān)研究工作，1986

年開展了首艘HOV7103救生艇的研制。軍方研制的Ⅰ型載人潛水器、Ⅱ型載人

潛水器均在水下打撈與作業(yè)中發(fā)揮了巨大作用。2018年4月我國(guó)自主研發(fā)的4500

m作業(yè)級(jí)潛水器——“海馬號(hào)”ROV和“深海勇士號(hào)”HOV在南海北部陸坡西部的

“海馬冷泉”開展聯(lián)合科考，創(chuàng)造多項(xiàng)深海作業(yè)新紀(jì)錄。

近年來，國(guó)內(nèi)HOV在救助打撈層面也逐漸興起，如山東東寶重工科技有限公

司在“2014中國(guó)國(guó)際潛水救撈與海洋工程技術(shù)論壇”上介紹的用于水下打撈應(yīng)

用的HOV可在水下完成抓取、觀察、救援等工作。HOV的這些特點(diǎn)決定了其可代

替潛水員在水下開展水下地質(zhì)勘察、雜物去除、拍照記錄、救助打撈等工作的獨(dú)

特優(yōu)勢(shì)，從而可大大減小潛水員下潛帶來的風(fēng)險(xiǎn)，縮短打撈周期、降低打撈費(fèi)用，

提高救助打撈效率。HOV憑借優(yōu)越的水下作業(yè)性能必將在未來的救助打撈作業(yè)中

發(fā)揮巨大作用。交通運(yùn)輸部早在2009年就發(fā)布了JT/T746-2009《無人遙控潛

水器協(xié)同潛水作業(yè)要求》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)ROV與潛水員、潛水監(jiān)督、潛水母船

之間的協(xié)同作業(yè)作了詳細(xì)規(guī)定。近年來ROV技術(shù)發(fā)展很快，但是HOV仍有其不可

6

替代的作用，尤其是潛水員在大深度水下出入和對(duì)接轉(zhuǎn)移時(shí)，HOV可發(fā)揮不可估

量的作用。HOV的特殊用途是ROV和潛水員無法比擬的，今后ROV、HOV、潛水員

三者協(xié)同作業(yè)將更多地應(yīng)用到救助打撈、援潛救生等領(lǐng)域。

HOV在救撈系統(tǒng)的應(yīng)用可有效提升船岸、機(jī)岸、船機(jī)之間的可靠通信及精細(xì)

作業(yè)能力，提升救助船舶、救助航空器對(duì)離岸中遠(yuǎn)距離遇險(xiǎn)遇難船舶、飛機(jī)，以

及落水人員的搜尋定位能力，對(duì)建立科學(xué)完備的應(yīng)急預(yù)案體系和救撈決策指揮體

系至關(guān)重要；同時(shí)也將為交通運(yùn)輸部救助打撈局構(gòu)建“全方位覆蓋、高海況運(yùn)行、

配置科學(xué)、反應(yīng)快速、處置高效”的國(guó)際一流現(xiàn)代化專業(yè)救助打撈體系和全面實(shí)

現(xiàn)“四個(gè)救撈”發(fā)展目標(biāo)提供有力支持保障。

2.載人潛水器艙室標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀

載人深潛技術(shù)是深海技術(shù)的前沿與制高點(diǎn)，也是深海科考最先進(jìn)的技術(shù)手段

之一。由于其在現(xiàn)場(chǎng)觀察、水下作業(yè)等方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，得到了世界發(fā)達(dá)國(guó)家的

高度重視，美國(guó)、法國(guó)、俄羅斯、日本先后研發(fā)了大深度載人潛水器，廣泛應(yīng)用

于深海地球科學(xué)、生命科學(xué)、水下工程施工等諸多領(lǐng)域。2012年7月16日，

我國(guó)自主集成研發(fā)的“蛟龍”號(hào)載人潛水器圓滿完成了7000ｍ級(jí)海試，最大下

潛深度達(dá)到7062ｍ，創(chuàng)造了作業(yè)類載人潛水器的下潛世界紀(jì)錄。習(xí)近平總書記

等中央領(lǐng)導(dǎo)同志親切接見了載人深潛單位和個(gè)人代表，潛航員們也獲得了黨中央、

國(guó)務(wù)院授予的“載人深潛英雄”稱號(hào)。隨著深海資源勘探與開發(fā)的迅速發(fā)展，我

國(guó)深海載人潛水器研發(fā)也突飛猛進(jìn)。2017年10月，我國(guó)新深海重器“深海勇士”

號(hào)4500m級(jí)載人潛水器歷時(shí)49天，順利完成28次下潛。然而7000m和4500

m海試成功，并不是我國(guó)自主研制潛器的最終目標(biāo)。2020年11月10日，由我國(guó)

自主研制的全海深載人潛水器“奮斗者”號(hào)完成萬米級(jí)海試，下潛深度達(dá)到

10909米，首次探底全球海底最深處——馬里亞納海溝，這標(biāo)志著中國(guó)成為世界

上極少數(shù)能造出萬米潛深的載人深潛器的國(guó)家之一。

潛航員作為載人潛水器中人-機(jī)系統(tǒng)的主體，其選拔要求極高，規(guī)格堪比航

天員。潛航員擔(dān)任著潛器駕駛和作業(yè)的重要任務(wù)，除了保證載人潛水器的正常運(yùn)

行外，還需熟練操縱潛水器在指定的海域巡航和作業(yè)，同時(shí)還要肩負(fù)起導(dǎo)航、通

訊、輪機(jī)、攝影、生命保障、故障修理與維護(hù)、醫(yī)療急救等工作。潛航員在載人

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潛水器艙室進(jìn)行深海潛航和水下作業(yè)工作具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）易受環(huán)境因素

的影響。潛航員需要在狹小的密閉空間內(nèi)工作，且受到異常溫度、噪聲、振動(dòng)、

加速度等因素的影響；（2）人機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜程度高。潛航員需要時(shí)刻監(jiān)視潛水器的

各項(xiàng)參數(shù)以及外部環(huán)境，處理大量信息，操作各種復(fù)雜的儀器儀表進(jìn)行潛水器駕

駛，還需要操作機(jī)械手，完成水下作業(yè)任務(wù)；（3）作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。深海實(shí)潛中潛航

員每次下潛時(shí)間可達(dá)到10個(gè)小時(shí)以上。這些特點(diǎn)可以讓潛航員在艙室作業(yè)時(shí)的

生理功能，尤其是神經(jīng)系統(tǒng)功能發(fā)生顯著變化。課題組在前期也記錄了潛航員在

訓(xùn)練工作中的生理、心理指標(biāo)，觀察分析了其變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在潛航過程中，潛

航員的心率升高，交感迷走神經(jīng)平衡性發(fā)生了明顯改變，腦電圖中的θ波相對(duì)

功率增加，α波相對(duì)功率下降，作業(yè)后期潛航員的大腦覺醒水平下降。

深海載人潛水器與潛航員的關(guān)系既不是完全的控制，也不是簡(jiǎn)單監(jiān)控，而是

通過交換信息，共同完成一個(gè)完整的作業(yè)任務(wù)。載人潛水器艙室作為潛航控制的

人機(jī)交互節(jié)點(diǎn)，是深潛器設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。載人深潛器的艙室內(nèi)部有儀表板、信

號(hào)燈、操縱桿等，潛航員需要依靠視覺、聽覺和觸覺去獲取儀表信息與外部環(huán)境

的信息，然后進(jìn)行信息整合、做出判斷并采取相應(yīng)的行動(dòng)。潛航員駕駛深海載人

潛水器時(shí)，特別是在突發(fā)情況高度緊張的情況下往往只是把直觀感知到的顯示信

息作為認(rèn)知判斷和操作的基礎(chǔ)。因此，滿足潛航員職業(yè)特性的深海載人潛水器艙

室人機(jī)交互設(shè)計(jì)要兼顧潛水器快速上浮、下潛姿態(tài)和各作業(yè)工況姿態(tài)。如何充分

利用有限的艙室空間，構(gòu)建一個(gè)友好而高效的艙室人機(jī)交互系統(tǒng)對(duì)潛航員提供最

優(yōu)化情景意識(shí)的綜合監(jiān)控至關(guān)重要。

2021年3月11日，十三屆全國(guó)人大四次會(huì)議通過的《中華人民共和國(guó)國(guó)民

經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確提出：“加強(qiáng)原

創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)，……瞄準(zhǔn)深地深海等前沿領(lǐng)域，實(shí)施一批具有前瞻性、戰(zhàn)

略性的國(guó)家重大科技項(xiàng)目。”2021年8月26日，交通運(yùn)輸部和科學(xué)技術(shù)部發(fā)布

的《交通運(yùn)輸部科學(xué)技術(shù)部關(guān)于科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)加快建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)的意見》中明確

提出：“推進(jìn)人機(jī)交互、新能源新材料制備加工和性能調(diào)控等前沿交叉領(lǐng)域應(yīng)用

基礎(chǔ)研究；……促進(jìn)安全綠色技術(shù)與交通運(yùn)輸融合發(fā)展，加強(qiáng)人機(jī)交互、安全事

故（征候）人因機(jī)理與干預(yù)等關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用?！?/p>

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駕駛艙人機(jī)交互設(shè)計(jì)研究和應(yīng)用已逐漸廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶艦艇以及

陸上交通等軍用和民用領(lǐng)域。DHarris采用工程心理學(xué)和認(rèn)知工效學(xué)方法對(duì)美

國(guó)航空航天、海軍控制與指揮以及火車和裝甲車的自動(dòng)化等人機(jī)交互方面的研究

進(jìn)行了系統(tǒng)性總結(jié)，說明了目前駕駛艙人機(jī)交互設(shè)計(jì)研究的重要性和必要性。劉

磊等人綜合人-計(jì)算機(jī)在復(fù)雜結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的優(yōu)點(diǎn)，提出一種人機(jī)交互式優(yōu)化方法

用于載人航天某復(fù)雜裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到了預(yù)期的優(yōu)化目標(biāo)。宋

海靖等人通過改進(jìn)專家打分法、三標(biāo)度分析法和模糊評(píng)價(jià)集成的綜合評(píng)價(jià)體系對(duì)

民機(jī)駕駛艙顯示界面顯示工效進(jìn)行了定量的綜合評(píng)價(jià),并應(yīng)用此方法對(duì)ARJ21-

700實(shí)體機(jī)駕駛艙顯示工效進(jìn)行評(píng)價(jià),證明了方法的有效性。吳宏等人對(duì)測(cè)量船

駕駛室進(jìn)行了符合站姿和坐姿使用條件的駕駛室布置設(shè)計(jì)、設(shè)備尺寸要求及工作

環(huán)境設(shè)計(jì)研究，達(dá)到了減輕駕駛室人員壓力、保障航行安全的目的。魏國(guó)棟等人

對(duì)高鐵列控系統(tǒng)車載設(shè)備中的人機(jī)交互界面的功能進(jìn)行了分析，研究了人機(jī)交互

界面的六個(gè)區(qū)域的顯示規(guī)則，為高鐵人機(jī)交互界面的軟件開發(fā)提供了重要的參考。

深海載人潛水器艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)研究是順應(yīng)我國(guó)“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略構(gòu)想應(yīng)

運(yùn)而生的。西北工業(yè)大學(xué)鄧麗等人圍繞4500m載人潛水器艙室人機(jī)界面布局設(shè)

計(jì)與評(píng)估優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)國(guó)家863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“4500米載人潛水器設(shè)計(jì)與

關(guān)鍵技術(shù)研究子課題:艙內(nèi)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究”進(jìn)行了研究，形成了一套適

用于艙室人機(jī)界面布局設(shè)計(jì)與評(píng)估優(yōu)化的理論與方法體系。

本課題組目前承擔(dān)著國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題《全海深載人潛水器總體設(shè)

計(jì)、集成與海試》子課題“駕駛艙人機(jī)環(huán)設(shè)計(jì)研究”的工作，主要通過生理學(xué)腦

電、心電和眼動(dòng)技術(shù)采集潛航員在體驗(yàn)、感知特定艙內(nèi)人機(jī)環(huán)時(shí)的自發(fā)腦電、誘

發(fā)腦電、心率變異性、血流動(dòng)力學(xué)和眼動(dòng)數(shù)據(jù)，與心理學(xué)的主觀評(píng)價(jià)及認(rèn)知功能

測(cè)試等手段相結(jié)合，從潛航員的主觀舒適性、疲勞度、操作準(zhǔn)確性、靈敏性以及

反應(yīng)快速性等指標(biāo)出發(fā)探討潛航員在特定艙室人機(jī)環(huán)條件下的駕駛舒適性和工

作效率。通過對(duì)數(shù)據(jù)的對(duì)比分和相關(guān)性分析初步形成全海深載人潛水器人機(jī)環(huán)設(shè)

計(jì)評(píng)價(jià)體系，形成全海深載人深潛器艙內(nèi)人機(jī)環(huán)設(shè)計(jì)方案和艙內(nèi)交互界面設(shè)計(jì)方

案，從而為艙內(nèi)人機(jī)環(huán)設(shè)計(jì)、艙內(nèi)布局模型建造和人員培訓(xùn)提供前期技術(shù)支撐。

本標(biāo)準(zhǔn)研究作為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的延伸和拓展，將為我國(guó)系列深海載人潛

水器艙室論證、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)、使用及維護(hù)的整個(gè)周期，提供相應(yīng)的技術(shù)支

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持與技術(shù)保障。

由此可見，海、陸、空不同領(lǐng)域的駕駛艙人機(jī)交互設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)研究方面均已

經(jīng)取得了階段性進(jìn)展。然而通過人機(jī)交互研究所取得成果形成的標(biāo)準(zhǔn)則寥寥無幾。

近年來，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalOrganizationforStandardization，

ISO）發(fā)布了一些人機(jī)交互方面的指南性或要求性文件，如：ISO/TR9241-

308:2008Ed.1Ergonomicsofhuman-systeminteraction-Part308:

Surface-conductionelectron-emitterdisplays(SED)以及ISO9241-

300:2008Ed.1Ergonomicsofhuman-systeminteraction-Part

300:Introductiontoelectronicvisualdisplayrequirements等。但這些

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要作為定性的指南參考，而沒有對(duì)特定行業(yè)或領(lǐng)域的艙室人機(jī)交互設(shè)

計(jì)提出具體的參數(shù)要求,不能滿足受限空間特殊環(huán)境下的艙室人機(jī)設(shè)計(jì)要求，在

實(shí)際工作較難得到采用。歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（ComiteEuropeende

Normalisation，CEN）近年來取消了原WGl0(移動(dòng)機(jī)械操作的工效學(xué)設(shè)計(jì)原則)

和WGl2(機(jī)械設(shè)計(jì)的工效學(xué)綜合原則)，而更多的精力放在了WG5人機(jī)交互的標(biāo)

準(zhǔn)制修訂上，歐盟的工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)涉及工作設(shè)備、顯示器、手工操作和噪聲、機(jī)械

振動(dòng)、光射線及電磁場(chǎng)等方面的設(shè)計(jì)要求和原則。但同樣沒有載人潛水器這一特

定領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值得借鑒。美國(guó)在人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂及應(yīng)用方面一直走

在世界的前列，美國(guó)國(guó)防部更是成立了工效學(xué)工程技術(shù)咨詢組(DoDHFETAG)，并

根據(jù)技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域，組建了包括標(biāo)準(zhǔn)化、控制與顯示、人因工程/人機(jī)系統(tǒng)整合

的管理與應(yīng)用、用戶-計(jì)算機(jī)交互、人因素測(cè)試評(píng)價(jià)、人體建模與仿真等在內(nèi)的

12個(gè)子咨詢組(SubTAGs)。但目前依然沒有適用于載人潛水器這一新興海工裝備

的艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)頒布。

縱觀國(guó)內(nèi)，根據(jù)全國(guó)人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(TC7)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前現(xiàn)

行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)較難滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及

評(píng)價(jià)對(duì)工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用性的要求。究其原因，一方面是定性的指導(dǎo)原則較多（約

占27.3％），在—些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)要求中，定性原則也過多；另一方面，雖然在分技

術(shù)委員會(huì)的設(shè)置中，針對(duì)工效學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，對(duì)工效學(xué)大的領(lǐng)域方向已經(jīng)確定，

但其子一級(jí)的劃分及對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)還需要進(jìn)行補(bǔ)充]。

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我國(guó)現(xiàn)行的人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)主要包含術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則、人體參數(shù)、

人體模板設(shè)計(jì)、照明測(cè)量方法等。現(xiàn)行工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)主要缺乏人體工作能力以及工

效學(xué)評(píng)價(jià)兩方面內(nèi)容。（1）人工作能力除了和年齡、地域相關(guān)外，其具體內(nèi)容不

僅僅是其形態(tài)參數(shù)(即身高、臂長(zhǎng)、胸圍等)，還應(yīng)包括人體反應(yīng)時(shí)、操作力、肌

肉疲勞、腦力負(fù)荷、對(duì)信息的感知量等方面，這些是科技進(jìn)步后，人機(jī)交互設(shè)計(jì)

所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；（2）目前我國(guó)僅在武器裝備人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)

中規(guī)定了初步的工效學(xué)評(píng)價(jià)方法，而現(xiàn)有的人類工效學(xué)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此方面的內(nèi)容

較少，尚不具有系統(tǒng)性。工效學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)從評(píng)審程序設(shè)計(jì)、測(cè)試評(píng)價(jià)方法、

主觀量表設(shè)計(jì)和受試者選拔等方面入手，制定合理規(guī)范的科學(xué)程序和分析手段。

這也對(duì)人機(jī)交互設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提出了新的要求。深海載人潛水器艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)及

測(cè)評(píng)技術(shù)有其行業(yè)特殊性，不管是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、歐盟標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)還是我國(guó)的國(guó)

家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)階段均不能滿足深海載人潛水器

艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)及測(cè)評(píng)技術(shù)的要求。

載人航空航天與載人深潛是我國(guó)“上天入?！钡那把丶夹g(shù)研發(fā)重點(diǎn)布局。2014

年9月，美國(guó)《Science》雜志隆重推出英文?？疕umanPerformanceinSpace：

AdvancingAstronauticsResearchinChina，（《航天員能力與績(jī)效：中國(guó)航天

人因工程研究進(jìn)展》），集中展示了我國(guó)載人航天人因工程在人機(jī)交互設(shè)計(jì)與乘組

認(rèn)知行為等方面的創(chuàng)新性學(xué)術(shù)研究成果。近年來，我國(guó)載人深潛技術(shù)突飛猛進(jìn)，

但在“潛航員”與“載人深海潛水器”的人機(jī)交互設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等方面還處于

起步階段。為滿足《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和

2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出的“瞄準(zhǔn)深地深海等前沿領(lǐng)域，實(shí)施一批具有前瞻

性、戰(zhàn)略性的國(guó)家重大科技項(xiàng)目”的部署，加快載人深潛與作業(yè)人員的人機(jī)交互

設(shè)計(jì)及其標(biāo)準(zhǔn)研究迫在眉睫。

深海載人潛水器艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)及測(cè)評(píng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究將對(duì)現(xiàn)有潛器艙

室人機(jī)交互設(shè)計(jì)的維護(hù)改造、新型潛器設(shè)計(jì)研發(fā)等方面提供數(shù)據(jù)支撐，也同時(shí)將

在載人潛水器質(zhì)量控制與評(píng)價(jià)、降低深海裝備研發(fā)成本、縮短研制生產(chǎn)周期、降

低研制風(fēng)險(xiǎn)、提升設(shè)備兼容性和可擴(kuò)張性能以及充分發(fā)揮潛航員與潛器的的整體

效能等方面體現(xiàn)重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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（三）標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)框架

標(biāo)準(zhǔn)起草組在確定了標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)和主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上，編制完成了

《載人潛水器艙室人機(jī)交互技術(shù)要求》征求意見稿。征求意見稿結(jié)構(gòu)及主要內(nèi)容

為：前言、正文（共5章）、參考文獻(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)正文結(jié)構(gòu)如下：

1.范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了載人潛水器艙室人機(jī)交互技術(shù)要求，包括一般要求和技術(shù)要求。

本標(biāo)準(zhǔn)主要適用于載人潛水器的艙室人機(jī)交互建造或改造設(shè)計(jì)。

2.規(guī)范性引用文件

GJB898-1990工作艙(室)溫度環(huán)境的通用醫(yī)學(xué)要求

GJB1006-1990飛機(jī)座艙告警基本要求

GJB2873-1997軍事裝備和設(shè)施的人機(jī)工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

3.術(shù)語和定義

主要包括人類工效學(xué)、交互系統(tǒng)、人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)、人-機(jī)界面、操作者及

以人為中心的設(shè)計(jì)方法。

4.一般要求

人機(jī)工程學(xué)是按照人的特性來設(shè)計(jì)和優(yōu)化人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)，是一門

讓技術(shù)人性化的科學(xué)。其方法和手段涉及心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、

美學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域，最重要的特征就是將人作為系統(tǒng)工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，探究

人與機(jī)器以及環(huán)境之間的相互作用，有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)整，從而使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)

達(dá)到最優(yōu)化的效果。在這個(gè)過程中，機(jī)器和環(huán)境的設(shè)計(jì)要充分考慮到人的因素，

盡可能做到符合人的生理、心理特征，給人創(chuàng)造一種舒適、安全的工作環(huán)境，與

此同時(shí)盡可能地保證較高的工作效率。

駕駛艙空間是典型的人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)，創(chuàng)造一個(gè)適宜于駕駛員心理特征的

自然、輕松、安全的駕駛環(huán)境至關(guān)重要。在潛器艙室設(shè)計(jì)方面，最重要的理念就

是堅(jiān)持“以人為本”，保證潛航員操作的安全性，其次是提高作業(yè)效率，與此同

12

時(shí)，還需要最大程度地改善艙室的舒適性。本世紀(jì)初，國(guó)際海底區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)日

益激烈，我國(guó)自主研制深海載人潛水器的條件已經(jīng)成熟，國(guó)家決策部門將此項(xiàng)目

實(shí)施提上議事日程。然而，載人潛器的研發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，國(guó)內(nèi)外相關(guān)

的文獻(xiàn)資料較少，需要國(guó)內(nèi)的優(yōu)勢(shì)力量聯(lián)合攻關(guān)。我國(guó)潛器載人艙內(nèi)人機(jī)工效設(shè)

計(jì)理論方法還不夠完善。伴隨下一階段載人深潛事業(yè)的發(fā)展，需要對(duì)現(xiàn)有的艙內(nèi)

環(huán)境人機(jī)工效設(shè)計(jì)加以改進(jìn)并建立系統(tǒng)化、理論化并適合我國(guó)國(guó)情的設(shè)計(jì)原則和

方法。本章節(jié)為載人潛水器艙室人機(jī)交互的一般要求，編寫組主要以普通人類工

效學(xué)原則為基準(zhǔn)，對(duì)艙室內(nèi)人機(jī)交互的目標(biāo)、功能分配、人機(jī)工程設(shè)計(jì)、故障-

安全保護(hù)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化及交互作用等進(jìn)行規(guī)定。本部分主要參考相關(guān)國(guó)內(nèi)及軍

隊(duì)公開發(fā)布的人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的一般要求或通用要求進(jìn)行整合，從而提出滿足載

人潛水器艙室人機(jī)交互的一般要求。

5.技術(shù)要求

本標(biāo)準(zhǔn)的制定基于前期相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，研究主要通過人機(jī)交互設(shè)計(jì)中常用的

三種評(píng)價(jià)方法初步建立全海深載人潛水器艙內(nèi)界面布局綜合評(píng)價(jià)模型：（1）主任

務(wù)測(cè)量法：采用視覺績(jī)效作為評(píng)價(jià)值，主要指標(biāo)是“艙內(nèi)界面信息位置布局和前

景/背景色視覺搭配評(píng)價(jià)”任務(wù)中的反應(yīng)時(shí)和正確率；（2）生理測(cè)量法：將艙內(nèi)

界面布局評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的全部的眼動(dòng)參數(shù)、肌電參數(shù)、心電參數(shù)、腦電參數(shù)

和血壓等作為主要指標(biāo)；（3）主觀評(píng)價(jià)法：將艙內(nèi)界面布局評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中用到的主

觀感覺量表、狀態(tài)焦慮量表和運(yùn)動(dòng)自覺量表的數(shù)據(jù)作為參考指標(biāo)。將每種方法得

到的評(píng)價(jià)值按權(quán)重系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均，得到每種方法的某個(gè)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)值，

最后再將3種方法加權(quán)平均，得到每個(gè)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)值，確定全海深載人潛水

器艙內(nèi)界面布局的最佳方案。實(shí)驗(yàn)對(duì)全海深載人潛水器艙室界面布局的以下方面

進(jìn)行了評(píng)價(jià)：（1）顯示屏前景色/背景色視覺搭配和關(guān)鍵信息顯示位置布局設(shè)計(jì)

評(píng)價(jià)；（2）持續(xù)性注視顯示裝置布局評(píng)價(jià)，主要是對(duì)艙室主顯示屏的位置布局評(píng)

價(jià)；（3）持續(xù)性操縱裝置布局評(píng)價(jià)，主要是對(duì)工作面板操縱桿的位置布局評(píng)價(jià)；

（4）反復(fù)性操縱裝置布局評(píng)價(jià)，主要是對(duì)主顯示屏周邊扳鈕位置布局評(píng)價(jià)；（5）

主駕駛座椅腰靠角度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。

對(duì)于全海深潛器艙室設(shè)計(jì)而言，還有一個(gè)不容忽視的就是艙室照明。研究光

13

照對(duì)作業(yè)績(jī)效的影響是近年來國(guó)際照明、人因工效學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一個(gè)重要的研究

方向。早在1996年，日本學(xué)者SatoM已提出熒光燈光源對(duì)人體生理功能存在著

視覺及非視覺效應(yīng)2種不同影響；2002年，DavidBerson等人發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了人

眼的非視覺效應(yīng)(Citropiceffect)現(xiàn)象；Yasukouchi等通過實(shí)驗(yàn)描述了照明光

源對(duì)人體非視覺生理功能作用的神經(jīng)通路。此后，通過生理、心理等途徑研究人

工照明照度、色溫對(duì)作業(yè)績(jī)效的影響認(rèn)逐漸成為研究領(lǐng)域的一個(gè)學(xué)術(shù)熱點(diǎn)。

Higuchi的研究結(jié)果表明，在照度分別為30lx和150lx時(shí)，5000K時(shí)的Alpha波

衰減系數(shù)比3000K時(shí)明顯。說明與3000K色溫相比，5000K色溫對(duì)大腦的興奮作

用更明顯。Kuller和Wetterberg研究了光源色溫度對(duì)人體腦電圖的作用，指出

在高色溫的作用下，腦電圖中Alpha波成分的減少比低色溫時(shí)明顯。Inaba也報(bào)

告了在5000K的光源作用下大腦皮層枕葉上的Alpha成分比7500K時(shí)為多。這都

說明光源色溫度越高，腦電中Alpha波的成分就越少。Deguchi和Sato的研究

結(jié)果表明，高色溫對(duì)CNV主波期待波的波幅和持續(xù)時(shí)間有明顯的影響。在高色溫

的作用下其振幅升高，持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)。這證明高色溫能引起人體大腦皮質(zhì)覺醒水

平的提高。在主觀評(píng)價(jià)方面，低色溫嗜睡在時(shí)比在高溫時(shí)為之顯著，但對(duì)工作的

緊張性和注意力在高溫時(shí)比在低溫時(shí)為高。Ejima和Yasucouchi研究了人體在

進(jìn)行視覺顯示終端作業(yè)時(shí)光源色溫度對(duì)CNV的作用，結(jié)果表明，在高色溫作用下

人體的覺醒水平比在低色溫時(shí)為高。Inoue研究了色溫度對(duì)人體臨界閃光融合頻

率（CFF）的影響，發(fā)現(xiàn)在6700K時(shí)CFF比在5000K時(shí)為低。睜眼閉眼的次數(shù)明

顯為多，腦力活動(dòng)效率下降?？傊?，光源色溫對(duì)人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)有著明顯的

作用，主要表現(xiàn)為在高色溫光源下，中樞神經(jīng)的興奮性升高，易疲勞，且恢復(fù)速

度慢。潛器由于其特殊性，其照明全部依賴于內(nèi)置光源，要實(shí)現(xiàn)載人潛器艙內(nèi)的

人—機(jī)—環(huán)境的最優(yōu)組合，還必要考慮照明設(shè)置。真正做到需要滿足工效學(xué)多目

標(biāo)多屬性的特點(diǎn)，應(yīng)用智能化設(shè)計(jì)的思想，在人—機(jī)界面設(shè)計(jì)、作業(yè)場(chǎng)所布局設(shè)

計(jì)和作業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)與控制研究等方面做到優(yōu)化。

在潛器艙室照明設(shè)計(jì)方面，可以采用控制變量法對(duì)光源照度和色溫系統(tǒng)與潛

航作業(yè)績(jī)效的關(guān)系進(jìn)行研究，理想的深潛器艙室照明不僅可以幫助潛航員看清物

體，順利的完成工作，并且還應(yīng)該給潛航員以最大的舒適感，有效降低因工作而

造成的視疲勞，比如，眼酸、眼脹、沉重感、眼干澀、異物感、流淚、畏光、模

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糊、重影、文字跳動(dòng)或串行、頭痛、眩光等，從而維持潛航員為完成操作任務(wù)的

視適應(yīng)性以及良好的視覺敏銳度。當(dāng)照明條件不良時(shí)，可見度就會(huì)變差，不舒適

的光環(huán)境對(duì)人眼的角膜和虹膜造成傷害，引起視疲勞和視力下降，潛航員就可能

會(huì)出現(xiàn)眩光和視力下降等癥狀，這勢(shì)必導(dǎo)致潛航員出現(xiàn)空間失定向、眼動(dòng)神經(jīng)功

能改變和主動(dòng)視覺退化、手動(dòng)控制能力下降、平衡和運(yùn)動(dòng)功能障礙等，最終對(duì)事

件或突發(fā)狀況的反應(yīng)時(shí)間產(chǎn)生影響，進(jìn)而會(huì)影響深潛作業(yè)安全。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間處于

深海特殊環(huán)境操作精密儀表盤的潛航員來說所導(dǎo)致的后果是不堪設(shè)想的?？梢栽?/p>

不同的光源照度和色溫條件下，對(duì)人體生理功能進(jìn)行檢測(cè)，利用心率測(cè)量?jī)x、血

壓儀以及腦電測(cè)量?jī)x等設(shè)備測(cè)量潛航員的心率、體溫、血壓、心輸出量，心率變

異性、腦電圖和生理節(jié)律等數(shù)據(jù)，對(duì)其生理功能進(jìn)行評(píng)估，通過生理數(shù)據(jù)的反饋

來評(píng)價(jià)艙室照明系統(tǒng)，從而優(yōu)化艙室照明設(shè)置，改善舒適性，提高作業(yè)績(jī)效。

在人機(jī)交互設(shè)計(jì)方面，主要采用肌電測(cè)量法來評(píng)價(jià)其合理性，以人體的肌肉

疲勞為依據(jù)對(duì)操作臺(tái)布局進(jìn)行設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，使艙室布局能夠最大程度減輕潛航員

在狹小艙室內(nèi)作業(yè)所帶來的肌肉疲勞感。潛航員采用坐姿，主要利用上肢進(jìn)行作

業(yè)，以座椅中心為原點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算出雙手可達(dá)區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)對(duì)操

作臺(tái)上各個(gè)部分的位置進(jìn)行調(diào)整，比如，之前由于空間限制，機(jī)械手操作手柄與

輔助操作手柄的距離較近，容易誤操作，存在一定的安全隱患，現(xiàn)在空間變大，

可以在雙手可達(dá)區(qū)域內(nèi)將這兩個(gè)操作手柄的距離適當(dāng)拉開。前期在實(shí)物模型上采

用問卷調(diào)查方式確立操作臺(tái)布局方案，之后利用表面肌電儀來研究潛航員上肢的

疲勞特點(diǎn)，除此之外還需要監(jiān)測(cè)潛航員的頸部疲勞。考慮到潛航員的作業(yè)特性—

—負(fù)荷低，時(shí)間長(zhǎng)，采用30%最大肌力的負(fù)荷進(jìn)行模擬，要求受試者保持指定動(dòng)

作，直至完全疲勞。對(duì)不同布局情況下的肌肉疲勞時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，從而對(duì)布局方

案進(jìn)行評(píng)價(jià)。

在顯示屏設(shè)計(jì)方面，主要采用眼動(dòng)儀對(duì)顯示內(nèi)容的布局進(jìn)行設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)。深

潛作業(yè)時(shí)，潛航員要在特定環(huán)境中操作和管理復(fù)雜系統(tǒng)和各種數(shù)字化設(shè)備，既要

靠細(xì)致的注視來完成精確的控制動(dòng)作，又要靠眼睛來觀察環(huán)境，同時(shí)還必須時(shí)刻

關(guān)注顯示屏上的內(nèi)容，而顯示屏內(nèi)容主要包括時(shí)間位置組合儀表、轉(zhuǎn)速表、壓力

表、雷達(dá)屏幕、指示燈、信號(hào)燈、報(bào)警器、聲納表、駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)、艙室環(huán)境實(shí)

時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)終端等等，這對(duì)潛航員的視覺挑戰(zhàn)很大，因此，我們需要優(yōu)

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化顯示屏的布局，減輕潛航員的負(fù)擔(dān)。前期通過專家評(píng)定法以及問卷調(diào)查法對(duì)視

覺信息重要度與觀察頻度進(jìn)行調(diào)研，進(jìn)而對(duì)這些視覺信息進(jìn)行整合，然后確立布

局方案。利用眼動(dòng)儀記錄注視軌跡、注視時(shí)間、回視次數(shù)等數(shù)據(jù)，對(duì)潛航員在不

同作業(yè)條件下視覺搜索策略以及不同信息顯示方式下認(rèn)知效果進(jìn)行對(duì)比，從而對(duì)

顯示屏界面中的信息顯示方式進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。

在座椅設(shè)計(jì)方面，由于坐姿是潛航員在下潛作業(yè)時(shí)的基本姿態(tài)，良好的坐姿

舒適性可以提高潛航員的作業(yè)績(jī)效。我們可以采用人體壓力分布測(cè)量法來評(píng)價(jià)座

椅的舒適性，因?yàn)樯眢w各部分的受力情況與主觀舒適度有直接的關(guān)系，而且，有

研究表明，人體壓力分布不合理容易引起人體的疲勞。因此，我們可以選用

Xsensor體壓測(cè)試儀測(cè)量受試者坐在座椅上時(shí)，座椅對(duì)受試者臀部、腿部等部位

產(chǎn)生的壓力，儀器可以記錄測(cè)量的數(shù)據(jù)，配合受試者的主觀反饋，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分

析和處理，并借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行一定的運(yùn)算，形成與人體契合的曲面，進(jìn)而用于優(yōu)

化座椅的設(shè)計(jì)。另外，如果空間允許的話還可以增設(shè)1~2個(gè)簡(jiǎn)易的座椅，讓副駕

駛也能夠在更舒適的條件下進(jìn)行作業(yè)。

本標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)技術(shù)要求除采用前期研究成果外，對(duì)影響載人潛水器艙室人機(jī)

交互的其他方面通過國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研進(jìn)行了補(bǔ)充完善。主要包括：

工作環(huán)境要求（艙內(nèi)照明、通風(fēng)及空氣組分、熱容限和舒適區(qū)）、控制器要

求（持續(xù)性操縱裝置、反復(fù)性操縱裝置、操作負(fù)荷的分配、過載條件下的操作、

多轉(zhuǎn)控制器、控制器的運(yùn)動(dòng)方向、防意外啟動(dòng)）、人-機(jī)界面要求（一般準(zhǔn)則、相

互作用、告警/警告、顯示器照明、顯示屏前景色-背景色、顯示器信息布局）、

座椅設(shè)計(jì)要求（容腳空間、容膝空間、主駕駛座椅、副駕駛座椅）。

本標(biāo)準(zhǔn)屬于交通運(yùn)輸救撈與水下工程標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)體系“301潛水

與高氣壓設(shè)備”中的“301.2潛水設(shè)備”分支，見圖1。

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圖1標(biāo)委會(huì)標(biāo)準(zhǔn)體系表

6.實(shí)施的過渡期要求

考慮到標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的相關(guān)技術(shù)要求需要于標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行宣貫，

建議標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布3個(gè)月后開始實(shí)施。

7.參考文獻(xiàn)

本標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語和定義的來源文件及正文中作為資料性引用的文件均以參考文

獻(xiàn)的形式在本章列出。主要包括：

[GB/T4025-2010人機(jī)界面標(biāo)志標(biāo)識(shí)的基本和安全規(guī)則指示器和操作器件

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的編碼規(guī)則

GB/T14774-1993工作座椅一般人類工效學(xué)要求

GB/T16251-2008工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人類工效學(xué)原則

GB/T18976-2003以人為中心的交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程

GB/T22188.1-2008控制中心的人類工效學(xué)設(shè)計(jì)第1部分：控制中心的設(shè)

計(jì)原則

GJB897A-2004人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程術(shù)語

三、主要試驗(yàn)的分析綜述報(bào)告、技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證或預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果

（一）主要試驗(yàn)的分析綜述報(bào)告

為解決在全海深載人深潛器駕駛艙評(píng)價(jià)中結(jié)果主觀性強(qiáng)、缺乏用戶客觀數(shù)據(jù)

支撐的問題，本項(xiàng)目提出了多指標(biāo)聯(lián)合評(píng)價(jià)載人深潛器駕駛艙界面的評(píng)價(jià)方法，

將潛航員對(duì)駕駛艙整體布局的客觀認(rèn)知生理量作為艙室評(píng)價(jià)的指標(biāo)。并對(duì)處理后

的生理、心理數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性進(jìn)分析。項(xiàng)目組前期依托國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《全

海深載人潛水器總體設(shè)計(jì)、集成與海試》子課題“駕駛艙人機(jī)環(huán)設(shè)計(jì)研究”以及

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目“載人潛水器艙

室人機(jī)交互設(shè)計(jì)及測(cè)評(píng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究”系統(tǒng)開展了載人潛水器艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)

及測(cè)評(píng)技術(shù)研究，記錄并分析載人潛水器艙室設(shè)計(jì)中受試對(duì)象的生理參數(shù)、主觀

評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)以及任務(wù)績(jī)效成績(jī)，研究思路如圖2所示。編寫組通過對(duì)前期研究成果

及國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研的分析匯總對(duì)滿足載人潛水器艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)中的人機(jī)界

面色彩搭配、可視性、可達(dá)性、舒適性、作業(yè)空間等參數(shù)要求進(jìn)行進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)界

定。

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提出問題載人潛水器艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)及測(cè)評(píng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究

人機(jī)交互設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容測(cè)評(píng)技術(shù)

分析問題

位置布局設(shè)計(jì)色彩布局設(shè)計(jì)位置設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)色彩設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)

顯示屏、前景色生理測(cè)量法：

心電、腦電、肌電、血壓、眼動(dòng)…

儀表盤…背景色

主任務(wù)測(cè)量法：

持續(xù)性前景色/

解決問題反應(yīng)時(shí)、正確率。

操作裝置背景色搭配

主觀評(píng)價(jià)法：

反復(fù)性

視覺模擬評(píng)分、狀態(tài)焦慮評(píng)分…

操作裝置

對(duì)現(xiàn)有潛器艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)的維護(hù)改造、新型潛器艙室設(shè)

應(yīng)用實(shí)踐

計(jì)研發(fā)以及作為其他行業(yè)領(lǐng)域艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)及測(cè)評(píng)的參

圖2研究思路

根據(jù)技術(shù)路線，本標(biāo)準(zhǔn)主要對(duì)載人潛水器艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)及測(cè)評(píng)技術(shù)要

求的以下方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化研究：①持續(xù)性注視裝置布局評(píng)價(jià)，主要是對(duì)艙室顯

示屏、儀表盤的位置布局評(píng)價(jià)；②持續(xù)性操縱裝置布局評(píng)價(jià)，主要是對(duì)艙室內(nèi)

方向桿、油門桿、節(jié)流閥、部分旋鈕、拉桿、觸摸板等裝置的位置布局評(píng)價(jià)；

③反復(fù)性操縱裝置布局評(píng)價(jià)，主要是對(duì)艙室面板上的旋鈕、按鈕、開關(guān)、撥

桿、觸摸屏、閥門等控件的位置布局評(píng)價(jià)。④艙內(nèi)界面前景/背景色視覺搭配

評(píng)價(jià)，主要是對(duì)艙內(nèi)顯示屏、儀表盤和警報(bào)燈等的色彩搭配評(píng)價(jià)。具體開展的

試驗(yàn)驗(yàn)證、論證的內(nèi)容如下：

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1.實(shí)驗(yàn)一：前景色/背景色視覺搭配和關(guān)鍵信息顯示位置布局設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

選取界面設(shè)計(jì)中常用的白色、黑色、和灰色為背景色，選取白色、黑色、紅

色。綠色和藍(lán)色座位前景色。分析不同前景色/背景色搭配時(shí)受試對(duì)象的視覺績(jī)

效，包括行為學(xué)指標(biāo)（反應(yīng)時(shí)和正確率）以及生理學(xué)指標(biāo)（眼動(dòng)數(shù)據(jù)和腦血流數(shù)

據(jù)等）。從而提出艙室顯示屏顏色搭配和關(guān)鍵信息位置的應(yīng)用建議，見表2。

表2實(shí)驗(yàn)顏色搭配

背景色前景色RGB色標(biāo)色樣

黑色000

藍(lán)色00255

白色

綠色02550

紅色25500

白色255255255

藍(lán)色00255

黑色

綠色02550

紅色25500

白色255255255

黑色000

灰色藍(lán)色00255

綠色02550

紅色25500

測(cè)驗(yàn)前，讓被試進(jìn)行練習(xí)實(shí)驗(yàn)，熟悉實(shí)驗(yàn)情境。正式實(shí)驗(yàn)過程中，被試坐于

距離顯示器屏幕70cm的座椅上，雙目與屏幕保持水平，會(huì)看到屏幕中央有一個(gè)

十字注視點(diǎn)，屏幕被分為七個(gè)區(qū)域（見圖3），每個(gè)區(qū)域隨機(jī)呈現(xiàn)一個(gè)個(gè)位數(shù)數(shù)

字，即0-9，讓被試判斷所呈現(xiàn)數(shù)字是奇數(shù)還是偶數(shù)，并通過按“F”鍵和“J”

鍵進(jìn)行反應(yīng)。每次只呈現(xiàn)一個(gè)數(shù)字，單個(gè)區(qū)域0-9各呈現(xiàn)兩次，共20個(gè)試次，7

個(gè)區(qū)域共有140個(gè)試次，數(shù)字和呈現(xiàn)區(qū)域都是隨機(jī)的。按前景色/背景色搭配不

同共呈現(xiàn)13輪顏色視覺刺激實(shí)驗(yàn)。每輪實(shí)驗(yàn)中視標(biāo)呈現(xiàn)的時(shí)間間隔均為1200ms，

目標(biāo)刺激呈現(xiàn)時(shí)間均為350ms，視覺刺激呈現(xiàn)流程見圖4。視覺刺激由E-prime

軟件呈現(xiàn)，視覺刺激過程中軟件后臺(tái)實(shí)時(shí)記錄受試對(duì)象每次按鍵的反應(yīng)時(shí)和正確

率。同時(shí)測(cè)定受試對(duì)象的眼動(dòng)、腦血流、心電、腦電和血壓等生理數(shù)據(jù)。

20

圖3艙室主界面顯示屏模擬布局示意

圖4視覺刺激呈現(xiàn)流程

2.實(shí)驗(yàn)二：主顯示屏位置設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

方案一：艙內(nèi)主顯示屏位于操作人員正前方

受試對(duì)象端坐于主駕駛位，正視前方，持續(xù)5min。測(cè)量注視期間的胸鎖乳突

肌、頭夾肌肌電圖以及眼動(dòng)、心電，腦電和始末血壓，并于任務(wù)前后完成主觀

感覺評(píng)價(jià)、狀態(tài)-焦慮量表和運(yùn)動(dòng)自覺量表評(píng)價(jià)。

21

方案二：艙內(nèi)主顯示屏位于操作人員上前方

受試對(duì)象端坐于主駕駛位，頸部后伸15°，眼睛目視上前方，持續(xù)5min。

測(cè)量指標(biāo)同方案1。

3.實(shí)驗(yàn)三：操縱桿位置設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

方案一：操縱桿位于工作面板右側(cè)

受試對(duì)象端坐于主駕駛位,保持姿勢(shì)1不動(dòng)，持續(xù)5min。測(cè)量5min期間肱

橈肌、三角?。ㄇ安浚┖托狈郊〖‰妶D、眼動(dòng)、心電、腦電和始末血壓，并于任

務(wù)前后完成主觀感覺評(píng)價(jià)、狀態(tài)-焦慮量表和運(yùn)動(dòng)自覺量表評(píng)價(jià)。

方案二：操縱桿位于工作面板中間

受試對(duì)象端坐于主駕駛位,保持姿勢(shì)2不動(dòng)，持續(xù)5min。測(cè)試同方案1。

4.實(shí)驗(yàn)四：主顯示屏周邊扳鈕位置設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

方案一：扳鈕位于主顯示屏左右兩側(cè)

受試對(duì)象端坐于主駕駛位,按節(jié)拍器節(jié)奏每1.5s用右手食指觸碰左右兩側(cè)的

扳鈕，順序?yàn)閺纳系较?，從左到右。持續(xù)5min，測(cè)量5min期間肱橈肌、三角肌

（前部）和斜方肌肌電圖、眼動(dòng)、心電、腦電和始末血壓，根據(jù)運(yùn)動(dòng)自覺量表評(píng)

價(jià)讓被試在感覺有些吃力、吃力和非常吃力時(shí)報(bào)告，并于任務(wù)前后完成主觀感覺

評(píng)價(jià)、狀態(tài)-焦慮量表。

方案二：扳鈕位于主顯示屏上下兩側(cè)

受試對(duì)象端坐于主駕駛位,,按節(jié)拍器節(jié)奏每1.5s用右手食指觸碰上下兩側(cè)的

扳鈕，順序?yàn)閺纳系较?，從左到右。測(cè)試同方案1。

5.實(shí)驗(yàn)五：主駕駛座椅腰靠角度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

本實(shí)驗(yàn)對(duì)靠背-座面95°角、靠背-座面105°角和靠背-座面115°角（見圖2.8）

三個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。受試對(duì)象端坐于1:1定做的主駕駛座位,持續(xù)20min，測(cè)量

20min期間的股直肌、豎脊肌和斜方肌肌電圖、心電、腦電、始末血壓及座位壓

22

力分布變化，并于任務(wù)前后完成主觀感覺評(píng)價(jià)、狀態(tài)-焦慮量表和舒適度評(píng)價(jià)。

（二）預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果

為解決在全海深載人深潛器駕駛艙評(píng)價(jià)中結(jié)果主觀性強(qiáng)、缺乏用戶客觀數(shù)據(jù)

支撐的問題，本項(xiàng)目提出了多指標(biāo)聯(lián)合評(píng)價(jià)載人深潛器駕駛艙界面的評(píng)價(jià)方法，

將潛航員對(duì)駕駛艙整體布局的客觀認(rèn)知生理量作為艙室評(píng)價(jià)的指標(biāo)。并對(duì)處理后

的生理、心理數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性進(jìn)分析。

該方法可以避免人為設(shè)計(jì)駕駛艙界面的主觀性，實(shí)現(xiàn)相對(duì)客觀的設(shè)計(jì)方案評(píng)

選，為載人深潛器駕駛艙界面認(rèn)知評(píng)價(jià)提供了更為豐富的評(píng)價(jià)指標(biāo)，有效降低了

在設(shè)計(jì)階段由于前期設(shè)計(jì)方案評(píng)選失誤而造成后期資金投入的風(fēng)險(xiǎn)。本項(xiàng)目研究

成果可為現(xiàn)有潛水器艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)的維護(hù)改造、新型潛水器艙室設(shè)計(jì)研發(fā)以

及其他行業(yè)領(lǐng)域艙室人機(jī)交互設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)提供參考。

四、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度

經(jīng)調(diào)研，國(guó)外目前沒有專門針對(duì)深海載人潛水器的相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

定的術(shù)語詞條全部參照國(guó)內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)相關(guān)專著及教材。

五、與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

本標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的內(nèi)容在以往研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)載人深潛現(xiàn)階段

的實(shí)際情況編制，與現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。

六、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

23

七、標(biāo)準(zhǔn)過渡期的建議

建議標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布3個(gè)月后開始實(shí)施。

標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的相關(guān)技術(shù)要求需要于標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行宣貫，考慮標(biāo)

準(zhǔn)發(fā)布后3個(gè)月后開始實(shí)施。

八、廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無。

九、其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)。

無。

24

交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

載人潛水器艙室人機(jī)交互技術(shù)要求

（征求意見稿）

編制說明

標(biāo)準(zhǔn)起草組

2022年1月

一、工作簡(jiǎn)況

（一）任務(wù)來源

根據(jù)《交通運(yùn)輸部關(guān)于下達(dá)2021年度交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃（第一批）的通知》

交科技函〔2021〕136號(hào)，由上海交通大學(xué)、上海交大海洋水下工程科學(xué)研究院

有限公司等單位完成《載人潛水器艙室人機(jī)交互技術(shù)要求》（項(xiàng)目編號(hào)：JT2021-

21）的起草工作。

（二）標(biāo)準(zhǔn)起草單位、主要起草人員及其工作內(nèi)容

1．標(biāo)準(zhǔn)起草單位

上海交通大學(xué)、上海交大海洋水下工程科學(xué)研究院有限公司、深圳市杉葉實(shí)

業(yè)有限公司、交通運(yùn)輸部上海打撈局、中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇二研究所。

（1）上海交通大學(xué)

上海交通大學(xué)是我國(guó)歷史最悠久、享譽(yù)海內(nèi)外的著名高等學(xué)府之一，是教育

部直屬并與上海市共建的全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)。經(jīng)過120多年的不懈努力，上海交通大

學(xué)已經(jīng)成為一所“綜合性、研究型、國(guó)際化”的國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際知名大學(xué)。上海

交通大學(xué)海洋水下工程科學(xué)研究院是國(guó)內(nèi)最具有實(shí)力的專門從事水下工程和潛

水醫(yī)學(xué)、高氣壓醫(yī)學(xué)、水下技術(shù)與裝備研究的單位，在工程技術(shù)應(yīng)用、開發(fā)研究

和標(biāo)準(zhǔn)化研究等方面取得了豐碩成果。單位下設(shè)高壓氧艙研究實(shí)驗(yàn)室、水下環(huán)境

模擬實(shí)驗(yàn)室、特殊環(huán)境生理醫(yī)學(xué)研究所等研究機(jī)構(gòu)，具有先進(jìn)的專業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)

施和設(shè)備，其中3MPa潛水實(shí)驗(yàn)高壓艙群和水下環(huán)境條件模擬實(shí)驗(yàn)室處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)

先地位。高壓艙群及飽和潛水設(shè)備系統(tǒng)由一個(gè)38m3水艙和兩個(gè)各18m3主艙構(gòu)

成的3MPa高壓艙群及飽和潛水設(shè)備系統(tǒng)，可模擬水下300m深處的飽和潛水作

業(yè)和生活環(huán)境。為拓展?jié)撍t(yī)學(xué)和高氣壓、高原醫(yī)學(xué)的研究，特殊環(huán)境生理醫(yī)學(xué)

研究所于2012年建成6MPa潛水動(dòng)物實(shí)驗(yàn)艙，同時(shí)可模擬海拔10000m高原環(huán)

境。單位特殊環(huán)境生理醫(yī)學(xué)研究所主要通過生理和醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，研究安全、高

效、實(shí)用的潛水技術(shù)，包括：潛水減壓過程中的生理醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究、潛水作業(yè)減

壓程序的實(shí)驗(yàn)研究、潛水安全及潛水事故后鑒定管理、潛水病的臨床及機(jī)理的試

驗(yàn)研究、高壓氧治療、新型潛水裝具及其生理醫(yī)學(xué)要求等科學(xué)研究。其中在3MPa

1

潛水實(shí)驗(yàn)高壓艙群中進(jìn)行了多次中美合作科學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括25m氮氧飽和空氣反

復(fù)巡潛和60m～80m氦氮氧巡潛實(shí)驗(yàn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

項(xiàng)目組成員均具有多年參加國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫、修訂和審核等方面的經(jīng)驗(yàn)，已

完成數(shù)項(xiàng)國(guó)軍標(biāo)編寫工作，對(duì)潛水作業(yè)、潛水員健康等方面也開展了許多研究，

積累了豐富的研究經(jīng)驗(yàn)，并取得了豐碩的研究成果，為本項(xiàng)目研究工作的開展奠

定了基礎(chǔ)。

（2）上海交大海洋水下工程科學(xué)研究院有限公司

上海交大海洋水下工程科學(xué)研究院有限公司為上海交通大學(xué)直管的專業(yè)從

事水下工程研發(fā)及技術(shù)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)。前身為上海海洋水下工程科學(xué)研究

院，是交通部1978年成立的專業(yè)從事水下工程技術(shù)研究的部屬一級(jí)科研單位。

成立初期命名為交通部海上救撈科學(xué)研究院。1982年由交通部和石油部共管，

改名為交通部石油部海洋水下工程科學(xué)研究院。之后又更名為上海海洋水下工程

科學(xué)研究院。2001年，隨著國(guó)家科技體制改革，正式并入上海交通大學(xué)，更名為

上海交通大學(xué)海洋水下工程科學(xué)研究院。2004年4月，注冊(cè)成立為上海交大海

科（集團(tuán)）有限公司，專業(yè)從事水下工程技術(shù)領(lǐng)域的研究開發(fā)和技術(shù)服務(wù)。2016

年，更名為上海交大海洋水下工程科學(xué)研究院有限公司。本公司屬于水運(yùn)交通和

海洋工程行業(yè)，是目前國(guó)內(nèi)唯一集水下工程技術(shù)研發(fā)、工程施工、專業(yè)設(shè)備開發(fā)

銷售、潛水培訓(xùn)和潛水生理醫(yī)學(xué)為一體的綜合性水下工程技術(shù)研發(fā)單位。作為高

新技術(shù)企業(yè)和上海市專精特