某导弹底盘舱内环境对驾驶可靠性的影响

丁 雷，高 翔，郑海文

(1.65663部队，辽宁 锦州 121000;2.防空兵学院，郑州 450052)

某型导弹武器系统是我军陆军防空部队的主要装备，在未来军事斗争中起着举足轻重的地位。该武器系统采用的是装甲底盘，具备火力、机动、防护等基本特征。

武器系统底盘舱内环境作为一种特殊的人工环境，是专业技术人员为满足导弹武器系统使命而精心设计制造出来的。这种环境是装备、成员赖以生活、工作和战斗的场所，因此其优劣程度也就直接影响到装备战斗力的发挥，而通过对舱内环境的有效测试，根据测试结果改进其安全性、舒适性设计，对于我军陆军防空装备战斗力的提高具有一定的意义。

装甲车辆驾驶员作业可靠性是装备机动性能充分发挥的基本条件之一，而科学的评价方法是人的作业可靠性研究的基础［1-2］。由于人的可靠性概念的首次提出就局限于工程观点，虽然从狭义可靠性工程的基本思路入手进行部分假设和特定简化后其评价结果有一定的启发性，但模型中对于人过于硬件化的描述经常导致计算结果偏差较大甚至得出与实际相悖的结论，因此越来越多的学者从更广义的起点来探讨人的可靠性分析问题［3-4］。

人是一个相对高度完美的自适应、自学习反馈系统，具有非线性、时变性、离散性、延续性、相关性、随机性、模糊性、滞后性等特征。人与机械系统有着某种相似性，但由于人本身具有个体差异性、自我调节能力和分析判断能力等特点，使得人的可靠性与硬件可靠性有着本质的不同。因此，在研究人的可靠性时，必须考虑人自身的特点，不能完全照搬机械系统的研究模式。

1 驾驶员作业可靠性影响因素

1.1 舱内噪声环境的影响

某型导弹武器系统为了实现较好的伴随防空能力，其具有较高的机动性能，所以对发动机提出了更高的要求，而大功率发动机在带来较高动力特性的同时也带来了较高的工作噪声，同时，传动装置与乘员舱距离较近，因此这些传动装置也会给乘员舱带来一定的噪音，车内噪声远超过GJB—50军事作业噪声的允许限值的规定。而噪音是乘员工效的一项重要影响因素，人在较高的噪声环境里不容易接收到有效的声音信息，从而影响正常的操作，而且在这种环境中持续的工作会加剧乘员的疲劳程度，甚至还有可能给乘员带来暂时性或永久性的听力损伤。

1.2 舱内振动环境的影响

振动主要来自发动机运转部件之间的摩擦、履带与路面的碰撞、车体的颠簸、射击时的空气扰动等。振动的危害是显而易见的，低频振动容易与人体的各种器官发生共振，使人出现晕车等症状，战斗力下降，而高频振动则会使乘员操纵动作准确性下降，从而影响装备战斗力的正常发挥。

1.3 舱内有害气体环境的影响

装甲车辆驾驶室设备较多，空间狭小，闭窗作业时车内、外气体交换不畅，驾驶室与发动机之间密闭不良，加之持续行驶车内高温，特别是柴油发动机温度急剧上升造成燃油蒸发使废气大量倒灌，CO、NO2、SO2、NH3和 TSP等大量蓄积，火炮射击瞬时有害气体浓度急剧增加，加之有害气体排放不畅更易产生累积效应。

主要有害气体有随行驶时间延长而浓度增加，随连续发射数增多而浓度累加的特点。机械通风虽在一定程度上能降低有害气体浓度，但某些作业条件下有害气体仍可维持在一定水平。空气环境恶化，严重时会导致乘员植物神经失调，判断与控制机能迟钝，不仅会使乘员失去战斗能力，甚至会出现眩晕、头昏等不舒适现象。

1.4 舱内温度环境的分析

舱内温度的影响主要是夏季高温的影响，冬季发动机启动升温后舱内温度一般不会过低。夏季高温地区，装甲车辆行驶过程中往往诱发出较高的平台温度，严重影响人员、车载设备的工效。

2 车内环境对驾驶员操作可靠性的影响测试

装甲车辆的机动性是其战技性能中的一项重要内容，它的发挥取决于3方面的因素，首先是装甲车辆本身固有的设计性能，比如最高越野速度、爬坡度、加速特性等;其次是驾驶操纵界面的人机适应性，比如各操纵机件和仪器仪表的布局是否在人肢体的可达范围、所需操纵力是否在人的出力范围等;最后是驾驶员的驾驶可靠度。

本文重点分析车内环境对驾驶员的驾驶操作可靠性的影响。随着车内环境恶劣程度的不断加强，驾驶员的疲劳程度、记忆能力、反应能力、视力、听力可能都会受到一定程度的影响，从而影响驾驶员的驾驶可靠度。本文分别针对舱内噪声，振动，有害气体浓度，温度因素，对驾驶员指针式仪表的记忆能力、反应速度和驾驶操作准确性进行了测试。参加测试人员为10人，均为某型导弹武器系统驾驶员。在某型导弹武器系统驾驶训练时，有针对性的进行了各种工况下的影响因素测量。

在训练场内持续行进的120 min测试时间里，每分钟测试一次舱内噪声和振动，每10 min测量一次舱内有害气体和温度以及驾驶员指针式仪表记忆能力、反应速度和驾驶操作的准确性。噪声测试采用MK224型噪声传感器测试，振动采用YD51型加速度传感器进行测试，温度采用PT100型温度传感器进行测试，有害气体采用XK-MC4型有害气体测试仪进行测试。

用一组包含里程表、发动机转速表、缸温表、油温表、油压表等在内的仪表板随机的显示一组数据展示给每一位被测试者，要求被测试者读出仪表的数据，记录时间为3s。每人测试10组数据，取其均值并给出记忆成功率，并把此成功率定义为记忆可靠度。计算公式如下

N为第i次测试中记忆正确的表的个数。

反应速度测试时，设置为在行进过程中，车辆前方突然出现障碍物的方式，测试驾驶员踩下踏板车辆出现制动状态的时间。为保证测试的准确所有测试人员使用同一辆装备，测试十次取平均值。

驾驶操作的准确性测试采用实装驾驶操作，驾驶课目为直线桩间限制路，下坡桩间限制路，双直角限制路，车辙桥，上坡定点停车起步。利用评分系统进行打分，对每一名被测人员的每次测试均为4人打分取平均值。

分别选择十名驾驶员进行了测试，测得数据如表1所示，曲线图如图1所示。

表1 测得数据

图1 120 min内噪声、振动、温度和有害的气体曲线

表1中噪声音量和振动分别为每10 min内10次测量的平均噪声音量和平均振动值。表1中记忆可靠度，反应速度和操作准确性分别为十名驾驶员的平均记忆可靠度，平均反应速度和平均操作准确性。

图2 反应速度、记忆可靠性和操作准确性曲线

3 结论

从以上数据和曲线图可以看出:

1)在噪声和振动较大的情况下，随着驾驶员在舱内时间的延长，驾驶员的记忆可靠性、反应速度和操作可靠性都有所降低。

2)随着工作时间的延长驾驶舱内的有害气体浓度有所提高和驾驶员的记忆可靠性、反应速度、驾驶操作准确性的变化趋势相符。

3)温度在前30 min明显提高，30 min后变化不大，而相对应的驾驶员的记忆可靠性、反应速度和驾驶操作准确性没有和温度发生同样的变化，说明温度对于驾驶员的影响不是主要因素。

4)驾驶员持续驾驶的时间长短对于驾驶可靠性有一定的影响。

测试和分析存在的问题，一是受到测试条件等因素的影响，没有开展单纯单一影响因素对驾驶员操作可靠性的测试，所以测试结果没有考虑影响因素之间相互作用的问题。二是对驾驶员操作可靠性的测试采用的是人员打分的方法，该方法对于几个课目的操作打分方式有待进一步考证，操作课目相对较少，使测试数据具有一定的局限性。

［1］刘维平.装甲车辆驾驶员驾驶可靠性研究［C］//人的可靠性和人-机-环境系统可靠性专题研讨会论文集.出版地不详:［出版社不详］，2000:327-330.

［2］王和平.装甲车内环境对乘载员战斗力影响评价［J］.火力与指挥控制，2010(6):77-81.

［3］曹伟国.基于影响因素分析的装甲车辆驾驶员作业可靠性评价模型［J］.装甲兵工程学院学报，2011(10):23-27.

［4］瞿蓉.装甲车辆人-机-环境测试中的温度数据采集［C］//中国航空学会信号与信息处理专业第六届学术会议论文集.出版地不详:［出版社不详］，2002:425-429.