Автомобильная компания "Галинг"

Каждый человек из личного опыта знает, что все люди различаются ростом, комплекцией, осанкой, размерами частей тела. Каждый человек неповторим, найти двух абсолютно одинаковых людей невозможно. Поэтому конструктор, занимающийся проектированием автомобиля или трактора, стоит перед весьма непростой задачей.

Казалось бы, можно просто выбрать достаточно большие размеры, определяющие положение водителя и пассажира в кузове, но тогда неизбежно увеличатся размеры пассажирского салона или кабины, масса машины, материалоемкость конструкции и цена машины. Человек небольшого роста в таком автомобиле или тракторе будет испытывать определенные неудобства: ему будет трудно доставать ногами и руками до органов управления, возникнут проблемы с обзорностью.

Антропометрическая характеристика — это величина, измеряемая в линейных, угловых единицах или единицах по массе, соответствующая размерным характеристикам и характеристикам по массе частей человеческого тела и взаимному их расположению. Антропометрическими характеристиками являются, например, рост человека, окружность головы, длина голени, масса тела, углы вращения в суставах и т.д.

Антропометрические характеристики являются случайными величинами, подчиняющимися нормальному закону распределения.

Конструктор должен скомпоновать места для водителя и пассажиров таким образом, чтобы обеспечить наибольшие удобства для людей любого роста и пропорций тела, или хотя бы для большинства людей, а для этого необходимо, прежде всего, знать реальные величины, характеризующие параметры этих людей.

От этого зависит надежность функционирования всей системы «человек — машина — окружающая среда», т.е. безопасность на улицах и дорогах.
Изучением размеров человеческого тела и его частей занимается антропометрия (от греческих слов «антропос» — человек и «...метрия» — измерение). Поскольку все люди различны, в антропометрии применяются статистические методы. Размеры тела человека и его отдельных частей определяются антропометрическими характеристиками (АХ).

Конечно, можно пойти другим путем.

Выбрать достаточно большое количество людей — потенциальных пользователей, — тщательно обмерить элементы их тел, вычислить средние значения размеров, и на основании этих данных сконструировать рабочее место водителя и места пассажиров для «среднего» человека, но тогда люди, размеры которых отличаются от средних — а их большинство, — будут недовольны конструктором.

Перцентиль — сотая доля объема всей совокупности людей, подвергавшихся антропометрическим исследованиям.

Если площадь, находящуюся под кривой нормального распределения (см. рис. 1.1), разделить на 100 равных частей (процентов), то получится соответствующее число перцентилей. Каждый из них имеет порядковый номер. На долю первого перцентиля приходится 1% всех результатов наблюдений (наименьшее значение антропометрической характеристики), на долю второго — 2% результатов наблюдений (значение антропометриче¬ской характеристики несколько больше) и т.д.

Ширина кривой распределения, ее растянутость по горизонтали, показывает изменчивость, варьирование случайной величины, которая характеризуется среднеквадратическим отклонением а относительно математического ожидания М. Площади, заключенные под участками кривой распределения, показывают, какое количество случайных величин попадает в эти зоны. В зону ±а относительно математического ожи¬дания М попадает 68,25% всех случайных величин, в зону ±2<т — 95,45%, а в зону ±3сг -99,73%.

В антропометрии вероятность попадания какой-либо антропометрической характеристики в ту или иную зону кривой распределения принято оценивать в перцентилях.

График, изображающий нормальный закон распределения случайной величины,. По оси абсцисс откладывается значение случайной величины х (применительно к нашему случаю — числовое значение антропохарактеристики), по оси ординат — f (x) — вероятность появления того или иного значения случайной величины (в процентах или долях единицы).

Среднее, наиболее вероятное значение случайной величины -математическое ожидание М, соответствует максимуму кривой распределения, ее «горбу».

Пятидесятый перцентиль при нормальном законе распределения соответствует средней арифметической величине (математическому ожиданию, моде, медиане).
Порядок определения антропометрических характеристик поясним на примере (все числа и понятия в данном примере — условные).

Предположим, требуется определить антропометрическую характеристику «рост» для студентов какого-либо факультета института. Производим измерения роста всех студентов факультета, которых оказалось 620 человек. В результате получается некоторый массив из 620 случайных чисел.

Самый маленький рост (145 см) имеет только одна студентка, самый большой — 195 см — также только один студент. Начинаем строить график распределения случайной величины «рост» (см. рис. 1.2).

На оси абсцисс в каком-либо масштабе откладываем размер 145, и на этой отметке вверх откладываем ординату, соответствующую (также в выбранном масштабе) единице, поскольку получен только один размер 145 см. Затем, отступя вправо по оси абсцисс на величину, равную 1/100 от диапазона изменения измеренных значений роста (от 145 до 195 см), откладываем вверх ординату, соответствующую росту 146 см.

Уровень репрезентативности — величина, выражаемая в процентах, соответствующая части населения при сплошном отборе индивидов, у которой численное значение какого-либо антропометрического признака меньше или равно его заданной величине.

Теперь на нашем графике отметим величину, соответствующую 5% всех обмеренных студентов. Рост, меньший или равный полученному (предположим, в нашем случае это 151 см) соответствует пятому перцентилю или 5%-ному уровню репрезентативности. Он показан на графике. Таким же образом получим рост, соответствующий 95%-ному уровню репрезентативности или девяносто пятому перцентилю.