安全人机工程ATM机课程设计.docx

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安全人机工程ATM机课程设计

课

程

设

计

课程　　安全人机工程学

题目　　人与ATM的安全人机工程学评析

院系安全与环境工程系

专业班级安全技术管理1002班

学生姓名

学号

指导老师

ATM自动取款机的人机学分析与设计

摘要：

本论文应用人机工程学的知识，对我校周围ATM自动取款机进行调查评析和改进，通过测量以及调查问卷反馈的信息，发现问题，提出问题，查找资料，提出设想，改进设计。

最后运用三维软件实现设计理念，提高精确度和可信度，设计方案是在原方案的基础上进行了改进，具有可操作性和可实现性。

关键词：

人机工程，分析，改进设计

AutomatedtellermachineATMergonomicsanalysisanddesign

Abstract:

inthispaper,theapplicationofergonomicstoknowledge,tomyschoolaroundATMautomatedtellermachineswereinvestigatedbymeasuringtheassessmentandimprovement,aswellasquestionnairefeedbackinformation,discoveraproblem,putforwardthequestion,searchforinformation,itputsforwardtheidea,improvementdesign.Finally,using3Dsoftwaredesignconcept,toimprovetheaccuracyandreliability,designisintheoriginalprogramonthebasisoftheimprovement,havemaneuverabilityandtherealizationof.

Keywords:

man-machineengineering,analysis,improvementdesign

1前言

2．ATM

2.1ATM的定义

2.2ATM的构成

2.2.1ATM的硬件系统

2.2.2ATM的软件系统

2.3ATM主要功能

3．ATM的人机设计

3.1ATM设计分析

3.2.ATM的设计与人机学

3.2.1.身体尺寸有关设计

3.2.2.视觉范围

4.人机界面设计

4.1.色彩设计

4.2.键盘

4.3.磁卡读写器

4.4.存款箱、现金箱、废钞箱

4.5.计算机主机

4.6.电源

4.7.通信部件

4.8.人机界面的软界面设计

5.ATM的安全防护设计

5.1.安装监控系统

5.2.运用生物技术

5.3.安装自动防护罩

6.操作环境设计

7结论

8结束语

9致谢

[1]周亦、吕艾国.银行卡机具与应用.北京,中国致公出版设,1991

[2]王坤茜.基于人机工程学的数控机床控制面板设计.中国制造业信息化,2003,32（3）:

94-96

[3]李亮之.色彩工效学与人机界面色彩设计.人类工程学,2004,10（3）:

54-57

[4]周平.网上银行.北京.高等教育出版社,2001

[5]高鹏翔、赵振宇、牟世超等.人机工程学在控制面板设计中的应用.青岛大学学报,1998,13

（2）:

86-89

[7]赵英新、陈淑.人机工程键盘的设计和研究.山东工业大学学报,2001,31（5）:

433-439

[8]郑刚、王鹏涛.基于数字图像处理技术的银行自动柜员机监控系统的实现.天津师范大学学报（自然科学版）,2004,24

（1）:

33-37

1.前言

随着我国社会主义市场经济的建立、银行电子化建设迅速发展、ATM自动取款机的数量不断增加和使用的普及，ATM机在方便百姓生活，活跃金融市场等方面起到积极的作用。

但正因为ATM机具有的自动取款功能和无人值守这一使用环境，使得利用ATM机犯罪的案件和纠纷不断增加。

如何保证ATM机的安全运行，防范和降低银行与储户的风险，打击利用ATM机的犯罪，保护银行与储户的利益，是一个亟待解决的问题。

本设计就本人对ATM的认识并结合安全人机工程学的原理与相关知识对ATM的设计原则、要求及一般方法进行简要的分析，对我校现有的ATM进行初步分析评价与设计，并应用人的视觉特性、安全色的使用原则等知识，对安全标志的设计进行进一步的研究与分析探讨，希以此造福人类，促进真正实现人类舒适、安全、高效、健康地生活。

2.ATM

2.1ATM的定义

ATM[1]是AutomaticTellerMachine的缩写，意为自动柜员机。

它是一种高度精密的机电一体化设备，利用磁卡或智能IC卡储存用户信息并通过加密键盘（EPP）输入密码然后通过银行内部网络验证并进行各种交易的金融自助设备。

ATM的出现减轻了银行柜面人员的工作压力，更为人类提供了安全方便的金融服务体验。

2.2ATM的构成

2.2.1ATM的硬件系统

硬件系统[1]：

硬件系统由下半部分的保险箱和上半部分的电子柜构成主体框架；保险柜中包含现金处理模板——机芯，电子柜中包含PC、读卡器、流水打印机、凭条打印机、通信控制板或者输入输出（IO）控制板;机器外部为面板部分；面板部分都是按照人体工程原理设计，考虑了读卡口位置、键盘位置、闸门位置、显示器位置及其角度等。

2.2.2ATM的软件系统

软件系统[1]：

软件系统一般分3级；第一级为介质程序，是各个模板的底层驱动；第二级为动态库级，负责封装介质层序并且向上给ATMC（ATM控制软件）提供接口；第三就是ATMC，它向下负责调度各个模块，向上负责和英航系统通信，完成整个服务控制过程。

2.3ATM的主要功能

ATM的功能主要包括：

现金取款吗、现金存款、现金存取款、余额查询、本行或异行转账、密码修改等基本功能；有些多功能ATM还提供诸如存折打印、对账单打印、支票存款、信封存款、缴费等一系列便捷式服务。

3.ATM的人机设计

3.1ATM设计分析

目前，我国常用的ATM品牌有IBM、NCR、西门子等。

从20世纪90年代中开始，我国各大银行纷纷投入大量资金打造自己的ATM系统[2]5。

迄今也经历十几年的发展。

根据资料显示：

ATM的使用过程中。

75%的人用来取款、15%的人进行查账、9%进行存款、1%的人进行过其他服务[1]。

可以看出在ATM的业务中，存款的功能用的比较少，从而可以在有些地段不设置存款模块，这样可以大大的减少成本。

3.2ATM的设计与人机学

3.2.1与身体尺寸有关设计

（1）操作高度应适合于操作者的身体尺寸及所要完成的工作类型，操作界面应设计成能获得所期望的身体姿势.即身体躯干挺直，两肘置于身体两侧.前臂接近成水平[3].

（2）各种操作键应设置在人的功能可及范围.根据表1[4]以及视角范围可以大致的确定ATM机器的外形、尺寸、操作界面尺寸.使90%的用户均可适应.运用人体测量学对用户进行统计分析.用其身体尺寸百分位数来表示身材：

一般以等95百分数（p95）作为大身材.以第5百分数（p5）作为小身材.第50百分数（p50）作为中等身材。

表1立姿人体尺寸（mm）

测量项目

男（18-60）岁

女（18-55）岁

P5

P50

P95

P5

P50

P95

眼高

1474

1568

1664

1371

1454

1541

肩高

1281

1367

1455

1195

1271

1350

肘高

954

1024

1096

899

960

1023

手功能高

680

741

801

650

704

757

（3）人站立时手臂在正前方向的活动范围。

人体站立操作时，应有舒适的操作状态，在躯干处于不动的前提下，考虑手的活动范围。

（如图1[5]）

图1人立姿时手的活动范围

3.2.2视角范围

在头部保持静止，而眼睛正常活动的状态下，在视野中，根据人眼对视觉信号的觉察效果的优劣可分为3个区域：

良好视区，有效视区和条件视区[3]。

水平方向视区划分：

左右各25b为良好视区；左25b到左50b和右25b到右50b为有效视区；其他区为条件视区；垂直方向视区划分：

下0b到下30b为良好视区；上0b到上25b和下30b到下55b为有效视区；其他区为条件视区[3]。

4.人机界面设计

人机界面供用户使用,是客户和ATM交互的界面。

由键盘和显示屏组成,键盘上有数字键和若干功能键供用户输入信息。

ATM的使用者是不具有专业知识的社会大众,所以界面友好和划一很重要[2]。

ATM人机界面设计主要指显示器、键盘以及它们之间关系的设计,应使人机界面符合人机信息交流的规律和特性。

控制键是整个机器和设备的控制中心,它的正确操作直接影响机器和设备的正常使用,而它又直接与人交换信息,所以其设计应与人的行为特性相一致,符合人的行为习惯,用人机工程学的方法设计安装控制键,也只有这样才能从客观条件上减少失误的因素。

为了减少失误,人操作动作应与键的功能协调一致[3];如前进功能操作动作向上、向右;增加功能操作动作向前、向上等。

对于定性读数的显示,由于它不要求具体的数字,所以模拟显示更为灵敏、方便;整个界面尽量紧凑,以缩小视野范围[6]。

4.1色彩设计

人机界面色彩设计与能见度和注目性有关。

当背景为黑时黄色能见度最高,背景为白时则相反。

如果把易认出预想出现的物质存在称作能见度的话,那么可把未想看到物体而易引起注视性质,即色彩的视觉冲击力或强迫性称作/注目性0,处理操纵装置面板色彩的关键在于搭配好图底关系[3]。

明度通常比色相、纯度对比更重要,色彩太多反易误读或出错,但对比率高达15B1的黑白并非最佳组合;若考虑到注目性,对比率不低于8B1的颜色组合具有双倍的视觉冲击力,故明度差大的消色和彩色配合更能保持观者愉悦[3]。

色彩的亲和性与排他性是一个有待深入探讨的课题:

在强化安全性基础上,人机界面色彩设计有助于人与人之间感情交流以及人与物的亲近感,这对于建立秩序、美化环境、维护身心健康、加强企业管理乃至促进消费产生积极影响[3]。

基于以上原理,可以确定ATM机界面的色彩。

4.2键盘

按键的阻尼力应较小,而手指的敏感值较高,都不要经过抛光处理,这样可以减少光反射,避免手指打滑,能和手指有良好的接触。

键面略带凹形键标字符的设计应易识别,含义明确且耐久,键间空间的设计通常取决于手指的宽度。

人机工程键盘也应具有输入的感觉、视觉和听觉反馈,击键到位,按键压力设计既要保护键盘本身,又应当满足操作后需有触觉上的变化,并伴随轻微的咔嚓声来揭示,既能帮助操作者感到输入是否成功,又能避免用户用力过大形成震动,日积月累而损伤按键[7]。

此外,键盘还应具有防水、防尘等性能,键上的数字符号应该不易脱色。

4.3磁卡读写器

日志/票据打印,出钞模块。

这几个装置出口应该光滑,大小适中、配有相应的感应装置,避免不法分子在里面做手脚。

4.4存款箱、现钞箱、废钞箱

针对ATM机吐出假钞的现象,应加大装置的防伪及残纸币的能力。

4.5计算机主机

负责控制和处理有关信息,控制各传输系统以确保整个系统安全可靠地运行。

主要是确保性能的可靠性等。

4.6电源

供ATM所需的电源装置,应配有蓄电源,防止意外断电时操作受到干扰。

4.7通信部件

在联机处理方式时与银行主机系统或通信网络相连,通信部件则完成各种接口工作。

该方面应确保装置可靠性。

4.8人机界面的软界面设计

ATM界面的软界面[6]在设计中要针对使用对象,充分考虑减低操作者的体力和脑力消耗,采用中文显示、可变字体显示、图形显示及方便操作的菜单结构和/软0键结构。

对于软件设计,切忌标新立异,尽量使用人们最熟悉的字体、字号和样式,以便操作者学习、掌握。

/软0键与传统的硬键（键盘、按键）不同,每个/软0键所代表的含义随着所选择的菜单而变化,这就要设计提示信息,显示其意义。

5.ATM的安全防护设计

安全防护有2方面内容[8]:

一方面是采取措施,避免操作错误,对机器进行防护。

操作错误可能来自外界或内部的某些干扰而产生的误动作,也可能是由于操作者本身的错误行为而引起的操作错误。

目前,大型机电一体化设备一般具备自诊断功能。

一旦发生故障,能快捷地检测故障,判断原因,准确定位故障点。

另一方面是对操作者人身安全的保护,人身防护的安全技术很多,报警系统、防护罩、挡板、绝缘外壳、噪声隔绝装置的采用都是切实可行的。

5.1安装监控系统

该系统[8]采用实时视频采样图像数字化压缩的方法,对视频图像进行实时采样、录像、压缩和存储,满足事后取证的清晰度和录像图像的连续性、实时性的要求,对视频图像进行数字压缩以提高传输速率、存储速率并节省图像数据存储空间。

同时提供大容量存储设备,保证录像图像保留一定时间。

监控数据可通过公用电信网将图像传送到银行ATM监控中心进行监视和保存。

系统还具有联动报警录像功能,将暴力事件全过程的图像通过网络传送到监控中心,同时联动报警;可以结合各种传感器（人体接近传感器、振动传感器等）,用户取钱时,可以感应到其身后1m内的人员,一旦某人越进该范围,就发出报警声来提醒用户。

同时,还辅有感应强烈震动的功能,在机体受到外界打击时,发出警报,避免机体破坏。

5.2运用生物技术

把虹膜认证技术应用于ATM,使ATM通过识别用户独特的瞳孔形态以判断是否允许用户使用。

还有其他生物认证技术,如指纹素描及声音、面容确认等可以保证用户身份。

5.3安装自动防护罩

用该装置将ATM机的前端围住,它可以响应银行卡,当用户拿卡靠近该装置的感应区时自动开启,操作完毕后自动关闭。

由此可以防止机体的人为破坏以及环境影响。

6.操作环境设计

虽然ATM机用户的操作时间不超过1min,但ATM机是固定不动的。

因此,有必要考虑ATM的工作环境,其中包括操作空间的大小;照明应为所需的活动提供最佳的视觉感受:

亮度、光分布、亮度和颜色的对比度、颜色、无炫光及不合需要的反射;ATM机颜色,考虑到它们对亮度的分布,对视野的结构和质量及对安全色感受的影响。

（1）ATM机布局要合理在流动人口大、繁华区域,安装ATM机的数量应相对多些,以缓解取款高峰期。

ATM机的质量为600-700kg,安装在楼层时,应该确认楼层的承载能力;还有电力供应、通讯条件、持卡人取款时的安全性和维护的便利[2]。

在偏僻地方安装银行取款机,犯罪分子有机会在其上做手脚或对机体进行破坏。

（2）ATM机周围应留出部分空间,划出警戒线,利于用户取款时自觉排队,必要的话还可以对入口进行控制。

（3）ATM机上面应该永久地张贴一些警告,简洁的操作流程等语句,以便用户的安全意识被动地提高;而在ATM周边可以张贴详细的操作程序、注意事项等,这样既可以让用户熟悉操作,也不会放妨碍其他用户交易。

（4）不利的气候影响。

考虑风雨、温度、湿度、光照、震动等因素对机体性能所造成的影响,应加大这方面的维护,以减少故障发生,提高其工作效率。

在温差变化大的场所,考虑安装恒温装置,确保ATM机正常运行。

7.结论

现在ATM已经普遍的存在人们的生活中，给人们的生活带来了很大的便利，然而在ATM的应用中出现了很多犯罪的活动。

这个就足够说明ATM的设计存在着很大的安全隐患，为了更好的为人们带来便利，和减少犯罪活动的发生。

我们通过人机工程对其进行设计。

人机工程作为一门交叉学科愈来愈切实的影响到生产、设计等部门，他提倡安全、舒适、健康的工作和生活方式，为各种现代制造提供理论。

这里有我对ATM的设计如（图2.图3）有必要采取一定的标准，要求各个银行都按照这个标准进行对ATM的设计。

推动银行业务的安全、高速运转。

但这个标准需要试用达到最优状态才能进入市场进行推广。

图2ATM现场设计方案

1-警铃2-灯光3-录像4-人数控制5-电话

图3ATM的操作界面

1-摄像头2-入卡口3-打印纸张出口4-出钞口

8.结束语

通过一个多星期的查找资料和网上搜证，没有进行实地测量。

都是通过网站上的关于ATM的调查问卷总结出来的对ATM的评价和分析，由于没用通过实地测量可能数据什么都存在误差，可能导致分析的不精确和分析不到位，不全面。

但是整体来这次设计还是对ATM进行了科学的分析。

为设计和改进提供了帮助。

通过这次设计也让我学会了独立分析问题和处理问题。

并把人机学知识运用了实际的生活当中，进一步巩固深化了我所学的知识。

9.致谢

感谢校方给予我这样一次机会，能够独立地完成一个课程设计，并在这个过程当中，给予我们各种方便，使我们在这学期快要结课的时候，能够将学到的知识应用到实践中，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。

在整个设计过程中，身边的同学对我提出了一些宝贵的建议和提供了一些相关的资料，在这里对那些对我提供帮助的同学表示感谢；我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议的各位老师表示感谢。

参考文献

[1]周亦、吕艾国.银行卡机具与应用.北京,中国致公出版设,1991

[2]王坤茜.基于人机工程学的数控机床控制面板设计.中国制造业信息化,2003,32（3）:

94-96

[3]李亮之.色彩工效学与人机界面色彩设计.人类工程学,2004,10（3）:

54-57

[4]周平.网上银行.北京.高等教育出版社,2001

[5]高鹏翔、赵振宇、牟世超等.人机工程学在控制面板设计中的应用.青岛大学学报,1998,13

（2）:

86-89

[7]赵英新、陈淑.人机工程键盘的设计和研究.山东工业大学学报,2001,31（5）:

433-439

[8]郑刚、王鹏涛.基于数字图像处理技术的银行自动柜员机监控系统的实现.天津师范大学学报（自然科学版）,2004,24

（1）:

33-37