人体测量数据统计分析与研究.doc

人体测量数据统计分析与研究菲菲 洋洋(**安全科学与工程学院，辽宁省阜新市123000)摘要：人体身高数据在机械设备研发，服装设计等方面有很重要的作用，因此有必要对人体的有关参数进行研究，本文运用人体测量学、数据处理等知识，结合文献调查法、数据统计分析法，调查了安全学院100名男生的身高，对测量获得的数据进行统计、方差计算，同时对所获得的数据进行分析，分析与国家标准的差异、分地区分析人体尺寸的变化 、不同地区平均身高上的差异，以及是否符合原国家标准的规定、分析差异存在原因关键词：人体测量数据；人体测量学；调查法；数据分析7引言为了使各种与人有关的机械、设备、产品等能够在安全的前提下高效率的工作，实现人机的最优结合，并使人在使用时处于安全、舒适的状态和无害、宜人的环境之中，现代设计必须充分考虑人体的各种人机学参数，因此有必要对人体的有关参数进行研究近10年来 ,我国经济迅猛发展 ,人们的生活水平大幅度提高，人们的身体状况是也发生了相应改变，为了更好的了解学生身体状况变化情况 ,本设计对100名学生的身高进行调查，对测试结果内容的分析与探讨,找出存在的主要问题1 人体测量的基本知识1.1 人体测量学人体测量是一门新兴学科，它所涉及的是一个特定的群体而非个人，选择样本必须考虑有代表性的群体，测量的结果要经过数据统计处理，以反映该群体的形态差异与差异程度。

它是通过测量各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别用以研究人的形态特征，从而为各种安全设计、工业设计和工程设计提供人体测量数据[1]1.2 人体测量的主要方法普通测量法、摄影法、三维数学测量法1.3人体测量的基本术语(1) 被测者姿势a立姿指被测者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手指直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸直，左、右足后跟并拢，两足前段分开大致成45夹角，体重均匀分布于两足b坐姿被测者挺胸坐在被调节到肋骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝弯曲大致成90，足平放在地面上，手轻放在大腿上2） 测量基准面人体测量基准面是由3个互相垂直的轴来决定的a矢状面通过铅垂轴和纵轴的平面及其平行的所有平面都称为矢状面b正中矢状面在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状面正中矢状面将人体分成左、右对称的两个部分c冠状面通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面冠状面将人体分为前、后两个部分d水平面与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面称为水平面水平面将人体分成上下两部分e耳眼平面通过左右耳屏点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平面[2]。

1.4 人体尺寸测量用的主要仪器人体尺寸测量中所采用的人体测量仪器有:人体测高仪，人体测量用直角规、人体测量用弯角规、人体测量用三角平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等[3]2 人体测量数据的统计与分析2.1 人体测量数据的统计⑴将人体测量数据分类分组a选定组距如果组距过大，分组变小，影响计算结果组距过小，分组过多，计算过于繁琐，会大大加大计算量所以在本设计中，选择的组距为20mmb计算组数在100组数据中：最高值1880mm,最低值1640mm所以计算组数为：（组）c按一定顺序进行排序依测量值由小到大顺序排列，即1640-1660mm、1660-1680mm、1680-1700mm、1700-1720mm、1720-1740mm、1740-1760mm、1760-1780mm、1780-1800mm、1800-1820mm、1820-1840mm、1840-1860mm、1860-1880mm.⑵划出频数分布，作直方图与概率计算图2-1身高-频数分布直方图2.2 人体测量数据的计算⑴确定假定平均数假定平均数可选任一组中的上限加下限除以2而得在本设计中，选组别为1640-1660mm,组中值=；同理可计算其他组别的组中值，计算结果见表2-1为了计算方便预先设定平均数，本设计中选取组1740-176mm。

所以，预定的平均数mm⑵计算离均差所谓离均差就是各组与假定平均数的差数离均差的计算公式： （2-1）式中 x---离均差； ---各组的组中值； ---假定的组中值； b---组距； i---组号，i=1,2,3…；当计算时，假定平均数所在的组离均差为零，然后比较各组，较小者为-1，-2，-3，…；较大者为1,2,3…，即可组别为1640-1660mm，离均差=同理可计算其他组别的离均差，计算结果见表2-1表2-1 100名男性学生的身高测量计数表a. 分图题 组别组中值fxfxfx1640-166016501-5-5251660-168016702-4-8321680-170016908-3-24721700-172017107-2-14281720-1740173017-1-17171740-17601750150001760-1780177019119191780-180017901322652表2-1 100名男性学生的身高测量计数表b. 分图题 1800-182018109327811820-184018305420801840-18601850155251860-188018703618128=100=47=5593 计算并列表a平均数 (2-2)式中 M---平均数；根据公式（2-2）得=1750=1760(mm)b标准差 (2-3)式中---标准差；N---总频数；根据公式（2-3）得 =12.2(mm)c标准误差 (2-4)---标准误差；根据公式（2-4）得=1.22(mm)d百分位数百分位数表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。

(2-5)式中 ---对应于百分位a的百分位数； ---样本均值； s---样本标准差； K---与a有关的变换系数，见表1-1表2-2百分比与变换系数百分位a/%变换系数k百分位a/%变换系数k0.5-2.567700.5241.0-2.326750.6742.5-1.960800.8425.0-1.645851.03610.0-1.282901.28215.0-1.036951.64520.0-0.84297.51.96025.0-0.67499.02.32630.0-0.52499.52.57650.00.000--根据公式（2-5）得 =1760-12.2*2.326=1732(mm)=1760-12.2*1.645=1740(mm)=1760-12.2*1.282=1744(mm)=1760-12.2*0.000=1760(mm)=1760+12.2*1.645=1780(mm)3 区域对人体尺寸的影响3.1 区域的划分[4]组别东北人数/个华北人数/个西北人数/个西南人数/个东南人数/个1640-1660100001660-1680210101680-1700103201700-1720540101720-17401025001740-1760913201760-17801005011780-18001201001800-1820521101820-1840500001840-1860001001860-18801100161111972 各区域的气候环境，及饮食方面对生长发育尤其在身高方面会产生显著影响.因此本文针对各区域分别进行研究。

中国的区域按行政范围可划分为东北区、华北区、西北区、西南区、和东南区其中东北区包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古;华北区包括山东、北京、天津、河北;西北区包括甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南、新疆；西南区包括贵州、四川、云南；东南区包括安徽、江苏、上海、浙江本设计对各区域人体尺寸按身高测量值进行划分，具体划分情况见表3-1表3-1 各区域人体尺寸的划分3.2分区域进行数据计算⑴计算东北地区平均身高与标准差平均身高按公式（3-1）=mm身高标准差按公式（3-2）S==44⑵计算华北地区平均身高与标准差平均身高按公式（3-1）=(mm)身高标准差按公式（3-2）=49.8⑶计算西北地区平均身高与标准差按公式（3-1）= (mm)身高标准差按公式（3-2）=40.8⑷计算西南地区平均身高与标准差平均身高按公式（3-1）=(mm)身高标准差按公式（3-2）=44.4⑸计算东南地区平均身高与标准差平均身高按公式（3-1）=（mm）身高标准差按公式（3-2）=454.与国家标准对照⑴各地区身高平均值和标准差见表4-1[5]表4- 1各地区身高平均值和方差的标准值地区东北区华北区西北区西南区东南区平均值M16931693168416471686标准差S56.656.653.756.755.2⑵存在的差异a东北区平均身高为1758mm，标准差为44，平均值比国家标准高出65mm，标准差比国家标准值小12.6。

b华北区平均身高为1755mm，标准差为49.8，平均值比国家标准高出62mm，标准差比国家标准值小6.8c西北区平均身高为1747mm，标准差为40.8，平均值比国家标准高出129mm，标准差比国家标准值小12.9d西南区平均身高为1717mm，标准差为44，平均值比国家标准高出70mm，标准差比国家标准值小12.7e东南区平均身高为1815mm，标准差为45，平均值比国家标准高出70mm，标准差比国家标准值小10.21）各区域与国家标准的对比中可以看出，各地区的平均身高都高于标准值，且标准差都低于国家标准值，这也间接说明了各区域的经济发展状况越来越好，人民的经济生活水平提高了 （2）各个区域间平均身高的对比可以看出东北区的男生平均身高最高，西南区男生平均身高最低由于本次设计中，调查的人数为100人，基数较小，而且选取的范围均为安全学院的学生，所以误差存在较大4 各地区身高存在差异的原因⑴营养因。