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高考申論題 106年 [工業工程] 人因工程

第 四 題

📖 題組:
三、試述下列名詞之意涵:(每小題 5 分,共 25 分) (一)TTS2 (二)功能配置(Allocation of functions) (三)衣物隔熱特性的衡量單位 (四)流明(Lumen, lm)與燭光(Candela, cd) (五)空中迷向(Disorientation)
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (四)

流明(Lumen, lm)與燭光(Candela, cd)

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看到此題,應立即聯想光度學(Photometry)中的基本物理量。解題關鍵在於區別「總量」與「方向性」,將流明(光通量)定義為光源發出的光能總量,而燭光(發光強度)則是光源在特定方向上的強度,並補充兩者的轉換關係(cd = lm/sr)以展現專業度。

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「流明(Lumen, lm)」為「光通量(Luminous flux)」之衡量單位,指光源在單位時間內所發射出能被人眼感知的光能量總和,代表光源發光能力的「總量」,不考慮發射方向。 「燭光(Candela, cd)」為「發光強度(Luminous intensity)」之國際標準基本單位,指光源在特定方向上、單位立體角(Steradian, sr)內所發射出的光通量,代表光源在特定方向上的「強度與聚光性」。 兩者關係與實務應用:

小題 (一)

TTS2

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看到「TTS」,應立即聯想到聽覺人因工程中的「暫時性聽閾偏移(Temporary Threshold Shift)」。後面的數字「2」代表測量時間基準(暴露結束後2分鐘),答題時務必點出為何選定2分鐘的生理機制(恢復速率的穩定性),以及其在聽力保護實務上的應用指標意義。

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「TTS2」(Temporary Threshold Shift at 2 minutes,暫時性聽閾偏移測量基準)指暴露於噪音環境結束後「第2分鐘」所測得之聽力損失(聽閾偏移)分貝值。 其特徵與實務應用包含: (1) 測量基準原因:人體離開噪音環境後,聽力在最初2分鐘內恢復極快且極不穩定;但在2分鐘後,其恢復速率會趨緩並呈現與時間對數成正比的線性關係。因此,人因工程與聽力學上統一以暴露後2分鐘的數值(TTS2)作為標準比較基準,以確保測量的信度。

小題 (二)

功能配置(Allocation of functions)

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看到「功能配置」,應立刻聯想到人機系統設計(Human-Machine System Design)的核心步驟。答題重點在於點出「將系統任務分配給人或機器的決策過程」,並務必提及經典的 Fitts' List (HABA-MABA原則) 作為學理支撐。

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「功能配置(Allocation of functions)」指在人機系統設計的初期階段,決定系統中的各項任務(功能)應交由「人」來執行、由「機器(硬體/軟體)」來執行,或是由「人機協同」完成的決策過程。 其特徵與應用包含: (1) 核心目的:結合人與機器的各自優勢,以極大化系統整體的效能、安全性與可靠度,並避免人為失誤。

小題 (三)

衣物隔熱特性的衡量單位

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看到此題,應立即聯想到衣物隔熱的標準單位「克洛(Clo)」。答題時除了寫出單位名稱,必須完整陳述 1 Clo 的物理定義(環境條件與代謝率),並補充其熱阻換算數值(m²·°C/W)與常見衣物的數值實例,以確保拿滿 5 分。

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「衣物隔熱特性的衡量單位」主要使用「克洛(Clo)」。 定義:1 Clo 是指在室溫 21°C、相對濕度小於 50%、微風(空氣流速 0.1 m/s)的環境條件下,使一位處於靜坐休息狀態(代謝率為 1 met,約 58.15 W/m²)的人感到熱舒適(維持皮膚溫度約 33°C)所需要的衣物隔熱值。 特徵包含:

小題 (五)

空中迷向(Disorientation)

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看到「空中迷向」,首先應想到人體感知空間位置的三大生理系統:視覺、前庭覺與本體感覺。作答時除了給出精確定義,務必點出在飛行環境下這三大系統產生「感知衝突」的生理機制,並補充人因工程在儀表設計上如何協助克服此錯覺以展現實務廣度。

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「空中迷向」(Spatial Disorientation, SD)是指飛行員在飛行過程中,無法正確感知或判斷自身及飛行器相對於地球表面(或重力方向)的姿態、位置或運動狀態的現象。 特徵與生理機制包含: (1) 感知衝突:人體平時依賴視覺系統、前庭系統(內耳半規管與耳石)及本體感覺(肌肉與關節)來維持平衡。在飛行中,當缺乏外部視覺參考(如夜間或穿雲飛行),或受到異常的三維空間加速度刺激時,前庭與本體感覺會傳遞錯誤訊號,與實際儀表資訊產生嚴重衝突。

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