本书以安全科学、系统科学和人体科学为基础，强调从多角度、不同侧面对人、机、环境三大要素，尤其是人的失误与可靠性方面进行建模。提倡多视图、多方位的方法，构建多视图、多层次的体系结构，使复杂系统的建模结构化、通用化、智能化。全书共分六篇21章，十分强调内容的科学性、系统性、新颖性。

第1篇 人的基本特性信息、数据采集以及模型分析
第1章 人的基本特性以及数据采集\t2
1.1 人的物理特性\t2
1.1.1 人的几何特性\t2
1.1.2 人体模板的构建\t12
1.1.3 人的力学特性\t14
1.1.4 人的其他物理学特性\t16
1.2 人的生理特性\t19
1.2.1 人的感觉与知觉特性\t19
1.2.2 人的生理适应性\t21
1.2.3 人的生理节律性\t23
1.3 人的心理特性\t23
1.3.1 人的心理过程\t23
1.3.2 人的个性\t24
第2章 脑科学与神经工程学基础以及传感与成像概述\t25
2.1 神经科学与神经工程的发展\t25
2.2 脑科学与神经工效学的现实意义及研究的重要内容\t26
2.3 神经工程学基础\t27
2.3.1 神经生理与病理学基础概述\t27
2.3.2 神经心理学概述\t28
2.4 神经计算中一些典型模型的构建\t29
2.5 神经电生理信号的检测\t30
2.5.1 大脑神经电信号检测技术\t30
2.5.2 外周神经系统电信号检测\t30
2.5.3 神经系统电信号多模式联合检测\t31
2.6 神经电生理信号分析处理时的一些算法\t31
2.6.1 非线性动力学参数法\t31
2.6.2 主成分分析法\t32
2.7 神经成像的基本原理以及图像的数据处理与分析\t32
第3章 人的热调节数学模型以及热应激与冷应激反应\t34
3.1 人体热调节系统的控制框图\t35
3.2 被控分系统数学模型—人体生物热方程\t36
3.3 控制分系统数学模型—人体热调节的生理学模型\t39
3.4 热应激反应时的人体的生理反应\t42
3.5 冷应激反应时人体的生理反应\t42
3.6 高温对人体以及作业带来的影响\t44
3.7 低温对人体以及作业带来的影响\t44
第4章 人的热舒适模型及其评价指标\t46
4.1 人体与周围环境的热交换以及热平衡方程\t46
4.2 范格的热舒适方程\t52
4.3 人的热感觉以及均匀与非均匀环境的评价问题\t55
第5章 人的作业能力与疲劳分析\t63
5.1 作业时人体的调节与适应\t63
5.2 作业能力的动态分析\t67
5.3 作业疲劳及其测定方法\t68
第6章 人的自然倾向以及人为差错问题\t71
6.1 习惯与错觉\t71
6.2 精神紧张与躲险动作\t72
6.3 人为差错问题\t74
第7章 人的行为控制与决策模型\t77
7.1 人的行为控制模型\t77
7.2 人的决策模型\t83
第8章 人的可靠性模型及其研究方法\t84
8.1 基本可靠性指标以及常用的概率分布函数\t84
8.2 连续作业时人的可靠性模型\t87
8.3 不连续作业时人的可靠性模型\t88
8.4 人的可靠性研究方法\t88
8.5 人的可靠性的基本数据\t90
本篇习题\t92
第2篇 机应具备的特性以及人机界面安全设计的工效学原则
第9章 机应具备的一些重要特性\t94
9.1 机的动力学特征分析\t94
9.1.1 可操作性的3个特征\t94
9.1.2 机的特性描述及其动力学特性分类\t95
9.1.3 可操作性的比较\t96
9.2 机的易维护性以及机的本质可靠性\t97
9.2.1 易维护性的设计原则\t98
9.2.2 基本维修性指标\t99
9.2.3 有效性特征量\t101
9.2.4 机的本质可靠性\t102
9.3 安全防护装置的作用与设计原则\t104
9.3.1 安全防护装置的作用与分类\t104
9.3.2 安全防护装置的组成\t105
9.3.3 安全防护装置的设计原则\t105
9.3.4 典型安全防护装置的设计\t105
第10章 两类人机界面的设计\t107
10.1 视觉、听觉显示器及其设计\t107
10.1.1 信息显示方式的类型及其功能\t107
10.1.2 显示方式的选择方法与原则\t109
10.1.3 显示器设计的基本原则\t110
10.1.4 视觉显示器的设计\t110
10.1.5 听觉显示器的设计\t111
10.1.6 信号灯与符号标志的设计\t113
10.2 控制器的设计\t113
10.2.1 控制器的类型及其适用范围\t113
10.2.2 控制器设计的人机工程学因素\t115
10.2.3 手动与脚动控制器的设计\t118
10.3 显示器与控制器之间的工效学设计\t121
10.3.1 显示器和控制器的布局设计原则\t121
10.3.2 视觉显示器的布置\t121
10.3.3 控制器的布置\t122
10.3.4 显示器与控制器的配合\t123
第11章 人机系统功能匹配的原则与方法\t124
11.1 人机功能关系\t124
11.2 人机系统设计的基本要求和要点\t130
本篇习题\t133
第3篇 作业微空间的设计以及生态大系统健康维护
第12章 作业微空间的基本特性及其设计与分析方法\t135
12.1 环境的分类以及环境的基本特性\t135
12.1.1 环境的分类及其一般特性\t135
12.1.2 地球大气层环境的基本特性\t136
12.1.3 力学环境的基本特性\t137
12.1.4 声学环境的基本特性\t140
12.2 作业空间设计及其分析\t141
12.2.1 行动空间\t141
12.2.2 心理空间\t142
12.2.3 活动空间\t143
12.2.4 作业空间分析\t143
12.3 工作座椅的静态舒适性设计\t145
12.3.1 舒适坐姿的生理特征\t145
12.3.2 工作座椅设计的主要准则与基本要求\t146
12.4 环境照明\t147
12.4.1 照度标准与照明设计\t147
12.4.2 环境照明对工效的影响\t149
12.5 噪声与振动\t150
12.5.1 噪声的危害以及噪声控制措施\t150
12.5.2 振动\t154
12.6 微气候环境\t156
12.6.1 高温作业环境及其改善措施\t156
12.6.2 低温作业环境及其改善措施\t156
12.7 职业危害以及职业安全\t158
12.7.1 有毒环境的卫生标准\t158
12.7.2 瓦斯及其防治\t160
12.7.3 矿尘的危害及其防治\t162
12.8 航空航天作业中的辐射及其防护\t163
12.8.1 宇宙辐射的生物效应\t163
12.8.2 宇宙辐射的防护\t167
第13章 环境生态系统健康的概念及其主要研究内容\t169
13.1 生态系统健康的基本概念与环境管理的目标\t169
13.2 研究机构的搭建和生态系统问题研究的主要方向\t170
本篇习题\t170
第4篇 复杂系统中人因事故的分析方法及其预防
第14章 人因失误事故模型及其操作人员失误的分析\t173
14.1 人因失误事故模型\t173
14.1.1 人因失误的定义及分类\t173
14.1.2 人因事故的基本特性\t174
14.1.3 事故因果理论\t175
14.1.4 能量意外转移理论\t177
14.1.5 轨迹交叉理论\t178
14.1.6 基于人体信息处理的人因失误事故模型\t179
14.1.7 事故的统计规律与预防原则\t180
14.2 复杂人机系统中操作人员失误的分析\t181
14.2.1 HRA的3种行为类型以及操作人员的认知行为模型\t181
14.2.2 诱发人因事故的主要因素\t184
14.2.3 人因失误的结构模型\t186
14.2.4 人因事故根原因分析方法\t187
第15章 人因可靠性分析方法的选择及其事故防御\t189
15.1 人因可靠性分析方法的选择及其比较标准\t189
15.1.1 HRA方法的选择\t189
15.1.2 HRA方法的比较标准\t191
15.2 人因事故的预防\t192
15.2.1 人的能力及状态\t192
15.2.2 人因失误的预防\t192
本篇习题\t194
第5篇 人机建模、系统评价与性能预测的常用方法
第16章 构建人机环境系统的基本理论与系统评价指标\t196
16.1 控制论与模型论\t196
16.2 优化论以及Nash-Pareto优化策略\t198
16.3 总体性能的4项评价指标\t200
16.4 总体性能各指标的评价\t201
第17章 人机建模与系统评价的常用算法\t204
17.1 系统建模与辨识方法\t204
17.1.1 系统建模的要求与原则\t204
17.1.2 描述系统模型的几类数学方法\t205
17.2 故障树分析法\t205
17.2.1 故障树分析的内容与作用\t205
17.2.2 故障树的建造与规范化\t206
17.2.3 故障树的定性分析\t211
17.2.4 故障树的定量分析\t213
17.3 人机系统的可靠性分析与计算方法\t213
17.3.1 人机系统可靠性分析的简易模型\t213
17.3.2 事件树分析法\t218
17.3.3 事件树分析法与故障树分析法的综合应用\t221
17.4 层次分析法\t224
17.4.1 建立层次结构模型\t225
17.4.2 构造判断矩阵\t225
17.4.3 层次单排序及其一致性检验\t226
17.4.4 层次总排序及其一致性检验\t227
17.4.5 层次分析法的计算过程\t228
17.5 系统的模糊分析评价法\t232
17.5.1 模糊关系及其运算\t233
17.5.2 模糊综合评判\t234
17.6 环境生态安全评价模型以及生态预报\t239
17.6.1 PSR模型\t239
17.6.2 指标体系的建立和评价指标函数的构建\t239
17.6.3 生态安全指数判断标准以模型评价结果分析\t241
17.6.4 生态预报的内涵\t243
17.6.5 近期生态预报研究的重要领域\t244
17.7 清洁生产的评价等级及其评价方法\t245
第18章 人机环境系统性能预测的智能算法\t246
18.1 人机环境系统性能预测的小波神经网络智能算法\t246
18.1.1 小波神经网络的训练学习过程\t246
18.1.2 模糊神经网络的训练学习过程\t248
18.1.3 两个典型算例\t249
18.2 灰色系统性能的预测\t253
18.2.1 灰色系统建模与预测\t253
18.2.2 GM(1,N)模型\t253
18.2.3 典型算例—模型建立及关联度计算\t256
18.2.4 灰色系统的预测\t261
第19章 考虑系统集成和信息集成的复杂系统通用建模分析与设计方法\t263
19.1 制造业的范围及其竞争要素的变化\t263
19.2 集成的概念以及制造业中两种集成的比较\t265
19.2.1 集成的概念\t265
19.2.2 关于“计算机集成制造”与“现代集成制造”的主要差别\t265
19.3 多视图、多方位体系结构\t266
19.4 概述几种典型的建模方法\t269
19.4.1 功能建模方法\t269
19.4.2 信息建模方法\t269
19.4.3 资源建模中界面的作用以及资源集成的重要工具—ERP\t270
19.4.4 经营过程的建模方法—IDEF3和ARIS过程建模\t270
19.4.5 精良的管理与敏捷制造的重要理念\t271
19.4.6 决策建模方法\t271
19.4.7 经济分析与评价方法\t272
19.4.8 以ChatGPT为工具的人机系统建模方法\t273
19.5 企业与信息系统建模的IDEF方法族及重要特征\t279
本篇习题\t281
第6篇 安全人机工程系统的未来展望
第20章 人机环境系统工程的进展\t292
20.1 数字化人机环境安全工程\t292
20.1.1 数字化人的体态模型\t292
20.1.2 人机环境系统的建模与分析\t292
20.1.3 人机环境系统工程的评价系统\t293
20.2 信息化人机环境安全工程\t293
20.2.1 协同工作中的人与人间的交互\t294
20.2.2 基于信息交互的界面设计\t294
20.3 虚拟场景下人机环境安全工程\t295
20.3.1 虚拟场景下人机工程的设计以及工效学的评价\t295
20.3.2 人机工程学模型系统的研制与应用\t296
20.4 智能化人机环境安全工程\t296
20.4.1 人的智能模型\t296
20.4.2 人机智能结合的必要条件\t297
20.4.3 人机交互作用以及计算机的智能结构\t298
20.5 新形势下人机界面技术的新发展\t299
第21章 清洁生产、循环经济及健康环境生态大环境的构建\t301
21.1 清洁生产与循环经济\t301
21.2 循环经济的七大基础原则以及“3R”原则的优先顺序\t303
21.3 可持续发展评价的指标体系概述\t304
21.4 干扰与受损的生态系统以及生态恢复\t306
第22章 脑科学及神经工程对疾病诊断的促进与展望\t308
22.1 脑-机接口应用的现状与未来发展\t308
22.1.1 脑-机接口与分类\t308
22.1.2 规范BCI硬件系统及开发环境\t309
22.1.3 BCI应用的现状\t309
22.1.4 BCI技术未来的发展趋势\t310
22.2 神经肌骨动力学与神经肌骨系统疾病诊断\t311
22.3 电磁神经调控技术及其在疾病治疗中的应用\t311
22.4 光遗传学技术及展望\t312
22.4.1 光遗传学技术与传统电极刺激的比较\t312
22.4.2 光遗传学与磁遗传学的比较\t312
22.4.3 光遗传学控制细胞功能的基本步骤\t313
22.4.4 光遗传学展望\t313
22.5 神经仿生学与智能机器人技术\t313
22.5.1 神经仿生学及其发展趋势\t313
22.5.2 从仿生学角度看神经机器人的发展\t314
22.5.3 类脑计算与类脑智能机器人技术\t314
22.6 人脑计划以及类脑智能展望\t314
22.7 神经再生与修复技术展望\t315
22.7.1 周围神经再生与修复概述及举例\t315
22.7.2 中枢神经再生与修复技术概述\t315
22.7.3 神经损伤修复的基因治疗以及新型康复技术的探索\t316
本篇习题\t316
后记\t319
参考文献\t322