银行自助终端设备的人机工程学应用研究

陈诺言 张腾飞 彭华明

摘要：用户操作银行自助终端过程中，主要通过肢体触觉和视觉两个方面与自助终端设备产生人机交互行为。文章以人机工程学理论为基础，通过实地考察研究归纳出影响银行自助终端设备人机交互体验的相关因素，从操作和视觉的角度，针对银行自助服务大厅常见的立式和柜式两种自助服务终端，提出人机工程方面的尺寸合理化建议，为银行自助终端设备的设计提供了切实可行的理论指导依据。

关键词：银行；自助终端；人机工程学

银行自助终端设备种类繁多，常见的有ATM、STM等，而人机操作方式一致，其主要为客户提供方便快捷的自助服务，以达到柜台分流的目的。人机工程学是运用生理学、心理学和其它相关学科的认识，使机器与人相互适应，并创造舒适和安全的环境，从而提高功效的一门学科，其根本目的是通过研究人、机、环境三要素之间的相互影响的规律达到系统优化[1]。客户在使用银行自助终端时，通过视觉和听觉的方式接收指令信息，采用肢体的动作予以反馈，直至完成自己所需要的业务操作，通常客户使用自助终端的操作时间在一分钟左右。因此，在银行自助终端设计中，人机工程学的考量显得至关重要。银行自助服务大厅的自助终端一般分为传统的与人等高的立式机和最近几年才出现的高度小于1.4m的柜式机，立式机常见于穿墙式和大堂式，柜式机一般为大堂摆放式，文章主要围绕这两种机型展开研究。

1与操作有关的人机分析

银行自助终端的设计要考虑到操作过程中因人体尺寸和动作而产生的约束条件。产品按照功能类型可以分为I型双限值设计，ⅡA型大尺寸设计，ⅡB型小尺寸设计，Ⅲ型平均尺寸设计；产品按重要程度分为涉及人的健康、安全的产品和一般工业产品两个等级[2]。银行自助终端应该使尽可能多的人群方便使用，属于Ⅲ型一般的工业产品，其主要尺寸的选择应依据目标人群的P50尺寸作为设计依据，这里选取男P50和女P50的平均值作为身材模型，根据GB10000-88可得表1，在实际应用过程中还要考虑衣着修正量和姿势修正量[3]。

1.1自助终端操作高度的上下限

自助终端的各种操作功能区应设置在人手的可触及范围内。其高度属于I型一般工业产品双限值设计，上限应该小于P5女性的伸手最高点，下限应该大于P95男性的手功能高。考虑到着装修正量，操作过程中一般是穿着了鞋子，鞋高功能量一般为25～38mm，这里取32mm[4]。此外还要考虑动作姿态修正量，人体放松站姿时高度约一1 0mm[5]。

操作高度上限= P5女性（肩高+手臂全长）+鞋高一站姿缩减=1831mm

操作高度下限= P95男性手功能高+鞋高一站姿缩减=823mm

即操作范围的高度上下限为：823mm～1831mm。

1.2操作台的高度

银行自助终端的大部分操作都集中在操作台上完成，如输入密码、身份证读取、存取卡等，因此操作台的高度应适用于大部分操作者正常站姿操作时所需要的尺寸。设计操作台高度时应考虑人在正常站立时上臂自然下垂时前臂的活动范围，过高则抬高肘部操作易疲劳，过低虽也不利于操作但实际情况中很少过低。考虑操作台高度的最大值时，取一个适合大部分人的较舒适的高度，这里采用男女身材尺寸P50均值身材模型。

操作台高度上限=男女P50均值肘高+鞋高一站姿缩减=1014mm

1.3手臂舒适的活动高度

一般情况下用户为完成自己的需求，需要在在银行自助终端前站立1min左右进行相应操作。设计时应考虑人正常站立时，双手在前方的舒适活动范围，在此范围内完成银行自助终端的主要操作。手在竖直方向的活动范围主要由肩高、肘高、手臂的长度和摆动角度决定。上臂的舒适摆动范围为前15°～35。，前臂的舒适内弯角度为85°～110。[6]，此处的人体尺寸如肩高、肘高等采用男女P50的平均值并叠加放松站姿的高度缩减以及鞋高，根据几何计算可得出手臂在竖直方向的舒适活动高度为955～1153mmo

1.4银行自助终端宽度

银行自助终端过窄会使操作者的双手无法伸展，过宽会使操作者在固定站姿下无法完成所有操作，但考虑到实际情况设备通常较窄所以只需要考虑宽度的最小值。自助终端的宽度最小值由P95的大身材男性肩宽和考虑心理舒适区共同决定。

自助终端宽度最小值=P95男性肩宽+心理距离=403+100*2=603mm

1.5银行自助终端厚度

银行自助终端过厚会使操作者无法触及靠后的区域，这属于ⅡB型小尺寸设计，只要满足小身材的人的需求就可以满足大多数人的需求，因此取P5女性的手全长为其最大值。

自助终端厚度最大值=P5女性手全长=262+153+159=574mm

2与视觉有关的人机分析

人在操作自助终端时其视野范围与人的视野、视距、眼高、头部转动范围都有关系。人的视野可以分为最佳视野和可视视野。垂直方向上的最佳视野范围为视平线上方15°到水平线下方30°范围[7]，可视视野为水平线上方50°～下方70°范围。头部转动时，人体低头仰头的最大活动区间共70°，其中低头角度为水平线下40°，仰头角度为水平线上30°。人体低头仰头的舒适区为水平线下12°到25°。人体水平转动头部的范围为左右各55°[8]。视距即人眼与屏幕的距离，人在操作过程中正常观察屏幕的距离一般是38～76厘米之间，视距过小或过大都会影响使用者的识别速度和准确率[9]。考虑眼高时应适合大多数人的舒适高度，人体立姿眼高P50女性為1454mm，P50男性为1568mm，取其平均值1511mm。在操作过程中，用户通常是穿着了鞋子并处于放松站姿，因此在考虑高度时要进行修正，修正后取人体眼高1511+32-10=1533mmo

2.1触摸屏的角度选择

自助终端的触控屏兼具了显示功能和控制功能，是用户使用过程中最为重要的人机界面，其高度在设计时不仅要考虑前臂活动范围舒适区域，还要考虑视觉舒适区域。

2.1.1柜式机的屏幕角度

人在操作柜式机时，身体会小幅度向前倾，身体向前倾斜的角度为0°～5°，而人体低头仰头的舒适区为水平线下12°到25。，即视平线的舒适角度为水平线下12°～ 30°。又因为垂直方向上的最佳视野范围为视平线上方15°到水平线下方30°范围内，因此人在操作时实际的最佳视野范围为水平线上3。～水平线下60°。同时考虑视平线的舒适角度和最佳视野范围，则对于柜式机来说屏幕的最佳角度为水平线上30°～60°。

2.1.2立式机的屏幕角度

人在操作立式机时躯干处于直立状态，上臂自然下垂。人体低头仰头的舒适区为水平线下12°到25°，当屏幕与视平线相垂直时最利于阅读，因此对于立式机来说屏幕与水平线夹角的最佳范围为65°～78°。

2.1.3屏幕高度

人在操作过程中正常观察屏幕的距离一般是38—76厘米之间，视距过小或过大都会影响使用者的识别速度和准确率。根据视距和屏幕角度来进一步计算屏幕中心点的高度范围。当柜式机屏幕倾角取30°时屏幕高度为875～1204mm，当屏幕倾角取60°时屏幕高度为1153～1343mm。当立式機屏幕倾角取65°时屏幕高度为1212～1372mm，当屏幕倾角取78°时屏幕高度为1375—1454mm。

2.2操作端口视觉指示

自助终端上的操作口主要包括插卡口、身份证非接感应区、指纹仪、防偷窥密码键盘等，这些功能操作口的位置应在手能触及的范围之内，而且使用频率高的常用功能应尽可能地安排在舒适区的关键区域，其他不常用功能应考虑最大视野范围即视平线上50°和下70°。此外还应添加适当的指示图标及指示灯，以提醒用户功能位置减少寻找时间。在布置操作面板的功能时还要遵循几个原则，分别是重要性原则、使用频率原则、功能对应原则、使用顺序原则、阅读顺序原则。

3结论

文章从用户使用银行自助终端设备自助办理业务的情景出发，理清用户与自助终端之间的人机交互行为主要通过肢体触觉和视觉的方式展开，深入分析影响银行自助终端设备操作体验的关键因素。结合中国人体尺寸国标GB10000-88和实地考察中测量的数据，以人机工程学理论为指导依据，得出符合人机工程学的银行自助终端设备设计的相关极限值和最佳值，数据范围涉及操作范围上下极限值、操作台高度、自助终端宽度最小值、自助终端操作区纵深极限值，以及适用于立式设备和柜式设备的屏幕角度范围等。文章所得出的银行自助终端设备的相关参考数据，能为银行自助终端设备设计者提供明确的数据支持，对同类型公共服务终端设备的设计具有一定的指导意义。

参考文献

[1]赵占西，王小妍，于洽.人机工程学应用研究综述[J]人类工效学，2009，15（04）：69-71

[2[丁玉兰.人机工程学[M]第三版北京：北京理工大学出版社，2005

[3]国家技术监督局.GB10000-88北京：中国标准出版社

[4]Lee Y H，Su M C Design and validation of a desk-free and posture-independent inputdevice[J]. Applied Ergonomics， 2008， 39（3）： 399-406

[5]朱序璋.人机工程学[M]西安：西安电子科技大学出版社，1 999

[6]Laperriere E， Messing K， Couture V et al Validation of questions on working postureamong those who stand during most of the work day[J] International Journal of IndustriaErgonomics， 2005， 35[4）： 371-378

[7]王坤茜.基于人机工程学的数控机床控制面板设计[J]中国制造业信息化，2003，（03）：94-96

[8]周一呜，毛恩荣.车辆人机工程学[M]北京：北京理工大学出版社，1999

[9]张文林.基于人机工程学的高铁自助售票机设计研究[D]山东大学，2010