Человек как элемент системы «человек-среда обитания»

За миллионы лет в ходе эволюционного развития у человека выработалась естественная система защиты от опасностей. Эта система отличается совершенством, но имеет определенные пределы.

БЖД направлена на защиту человека от опасностей, но следует помнить, что и сам человек является носителем потенциальных опасностей. Так в процессе жизнедеятельности человек выделяет тепло, вредные вещества, человек может быть причиной нежелательных событий, в следствии ошибочных действий. Так в Нью-Йорке в следствии перегрузки одной из ЛЭП и неправильных действий работников, защиты и автоматики, произошло отключение всех ЛЭП. Город Нью-Йорк и прилегающий штат населением в 25 млн. человек погрузились во тьму. Прекратилось поступление воды, тепла, газа. 600 000 чел. Оказались закрытыми в вагонах метро, тысячи в лифтах, в больницах прервались операции, погибло > 1000 чел. Убытки 1,5 млрд. долларов. Первопричиной были технические неполадки, но в доведении ее были люди. Операторы и диспетчеры в условиях лавинообразного развития событий сделали много ошибок, и вместо локализации аварии, во много раз ее усугубили.

Таким образом для безопасности состояния системы «человек-среда» необходимо согласование характеристик человека и элементов составляющих среду. Приведенный пример показал: Когда такого согласования нет, возможны следующие последствия:

- снижение работоспособности.

- травматизм и проф. заболевания.

- аварии, пожары, взрывы.

Человек осуществляет связь с окружающей средой с помощью анализаторов. Характеристики анализаторов человека необходимо учитывать при создании безопасных систем. Анализаторы состоят из рецептора, проводящих нервных путей и мозга. Рецептор превращает энергию раздражителя в нервный импульс. Проводящие пути передают эти импульсы в кору головного мозга, а оттуда команды.

Особенностью анализаторов является их парность, что обеспечивает высокую надежность работы за счет частичного дублирования сигнала (2 уха; 2 глаза и т.д.)

Основной характеристикой анализаторов является чувствительность. Чтобы возникло ощущение (например, услышать звук) интенсивность раздражителя должна достичь определенной величины.

С увеличением интенсивности раздражителя наступает момент, когда анализатор перестает работать адекватно и наступает боль, нарушающая работу анализатора.

Интервал от min до max определяет диапазон чувствительности анализатора, min величину нижним порогом чувствительности, а max – верхним.

Порог чувствительности измеряют в различных абсолютных величинах раздражителя: Пример: по шуму в ДБ.

Величины порогов не являются стабильными у разных людей, поэтому это условно статическое понятие.

Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений называют латентным периодом. Например привыкание к темноте глаза.

Рассмотрим некоторые характеристики анализаторов, которые прямо или косвенно влияют на условия безопасности.

Характеристика анализаторов человека, влияющих на условия безопасности.

2. Зрительный анализатор.

Зрение главный информатор человека. Около 90% всей информации о внешним мире поступает в наш мозг через глаза. Зрительный анализатор обладает большей величиной к адаптации. Для адаптации к темноте надо 40-50 мин. Световая адаптация длится 8-10 мин..

- Глаз непосредственно реагирует на яркость которая представляет отношение силы света, излучаемой данной поверхности, к площади этой поверхности.

B = J/S нит (нт) 1 нт = 1 кд/м²

Гигиенически приемлемая яркость до 5000 нт: 30000 нт – слепящие; 165000 нт обладают абсолютной блеклостью.

- Под контрастом понимают степень воспринимаемого значения между двумя яркостями, разделенными в пространстве. Контрастная чувствительность позволяет ответить на вопрос, на сколько объект должен отличаться по яркости от фона, чтобы его было видно (звезды на небе яркие или нет).

- Острота зрения это способность глаз раздельно воспринимать 2 точки, расположенные на некотором расстоянии друг от друга.

Острота зрения зависит от освещенности и контрастности. С увеличением освещенности до 400-500 лк острота зрения возрастает. При уменьшении контрастности острота зрения снижается.

- Глаз различает семь основных цветов и более 100 их оттенков. Цветовые ощущения вызывают воздействием световых волн имеющих длину от 380/760 мкм. Например: зеленый 500-550 мкм, красный 610-760 мкм и т.д.

Ощущение, вызванное световым сигналом, в течении определенного времени сохраняется, несмотря на исчезновение сигнала. Инерция зрения находится в пределах 0,1-0,3 сек.

Это надо учитывать при подаче сигнала – информации оператору.

Инерция зрения обуславливает стробоскопический эффект. Если время подачи сигнала меньше времени гашения зрительного образа, то наблюдение субъективно ощущается как непрерывное. При стробоскопическом эффекте возможна иллюзия движения при прерывистом движении или иллюзия неподвижности, когда движущийся предмет периодически занимает прежнее положение.

-Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120-160⁰; по вертикали: вверх 55-60⁰; вниз 65-72⁰.

Ошибка оценки абсолютной удаленности на расстоянии до 30 м в среднем равна 12% общего расстояния.

Слуховой анализатор.

По поступающей информации, слуховой анализатор идет следующим за зрительным. Значительная часть информации, в том числе и передача сигналов опасности, воспринимаются слуховым анализатором.

Слуховой анализатор возникает как слышимый звук колебания с частотой 16-20000 Гц и т.д.

Как у всякого анализатора, у слухового существует верхний порог болевого ощущения, который при частоте 1000 Гц равен 140 ДБ, и низкий порог слышимости в пределах 1 ДБ.

Экспериментально установлено, что человек как равногромкие звуки, имеющие различную частоту и интенсивность. Наблюдается кА бы взаимная компенсация интенсивности - частотой.

Установлено, что слуховой анализатор реагирует не на абсолютное изменение интенсивности, а на относительное. При этом ухо оценивает интенсивность внешнего раздражения в Lg системе единиц.

Поэтому при оценке шума измеряют не абсолютное значение интенсивности, а ее относительный уровень в Lg единицах называемых ДБ.

Z = 10 Lg J/J₀ ДБ.

Тактильный анализатор (осязание).

Воспринимает ощущения, возникающие при действии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление).

Абсолютный порог тактильной чувствительности определяется по минимальному давлению предмета на кожную поверхность, которое производит едва заметное ощущение.

Примерные пороги ощущения: для кончиков пальцев 3 г / мм².

Характерной особенностью тактильного анализатора является быстрая адаптация, т.е. исчезновение чувства прикосновения. Время адаптации зависит от приложенной силы и для различных участков тела изменяется от 2 до 20 сек.

Температурная чувствительность.

Она свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела и обеспечивается терморегуляцией.

Средняя температура кожи равна 30-32⁰, т.е. несколько ниже температуры тела.

В коже человека имеются 2 рода рецепторов. Одни реагируют на холод, другие на тепло.

Абсолютный порог температурной чувствительности определяется по min ощущению изменения температуры.

Для тепловых рецепторов он равен 0,2⁰ С, для холодных 0,4⁰С.

Болевая чувствительность.

В любом анализаторе могут возникнуть болевые ощущения, если величина раздражителя превысит верхний порог (шум 140 ДБ).

Биологический смысл боли в том, что она являясь сигналом опасности, мобилизует организм на борьбу за самосохранение. Под влиянием болевого сигнала, перестраивается вся работа систем организма.

Порог болевой чувствительности кончиков пальцев – 300 г/мм².

Обоняние и вкус.

Абсолютный порог обоняния у человека измеряется долями миллиграмма на 1 л воздуха. Запахи могут сигнализировать человеку о нарушениях технологического процесса и различных опасностях (рудник SO₂, H₂S, и т.д.)

Вкусовые ощущения имеют 4 элементарных ощущений: сладкого, соленого, горького, кислого.

Все остальные представляют их комбинации.

Порог вкусового анализатора примерно в 10 тыс. раз выше обонятельного.

Двигательный анализатор.

Возможности двигательного аппарата человека учитывают при конструировании защитных устройств и органов управления.

Сила сокращения мышц человека колеблется в широких пределах. Например номинальная сила кисти 450-650 Н. Сила сжатия в среднем равна 500 Н для правой руки и 450 Н для левой.

Диапазон скоростей движущимися руками находится в пределах 0,01 – 8000 см/сек.

Наиболее часто используют скорости 5-8000 см/сек.

3. Функциональное состояние оператора ФСО.

Наряду с перечисленными характеристиками анализаторов для обеспечения безопасности труда большое значение имеют психические факторы: внимание, мышление, воля, эмоции, память и др.

Совокупность всех факторов определяют личность. Личные качества человека существенно влияют на безопасность труда. Однако любой человек, выполняя работу проходит несколько фаз работоспособности.

Условно говорят об изменении функционального состояния оператора в процессе работы, которые подразделяются на следующие фазы:

1. Фаза мобилизации. Субъективно она выражается во внутренней собранности и обдумывании предстоящей работы.

2. Фаза первичной реакции характеризуется небольшим снижением всех показателей функционального состояния. Длится несколько минут. (человек все обдумал, надо приступить к работе и он расслабился).

3. Фаза гиперкомпенсации – это продолжение первой фазы. На этой фазе человек приспосабливается к наиболее экономичному, оптимальному режиму выполнения данной работы.

4. Фаза компенсации – в этой фазе устанавливается оптимальный режим работы органов человека, вырабатывается стабилизация показателей. Эффективность труда в этот период максимальна. Нужно стремиться к максимальной длительности этой фазы.

5. Фаза субкомпенсации – показатели функционального состояния начинают ухудшаться.

6. Фаза декомпенсации – в этой фазе быстро ухудшается функциональное состояние организма, теряется точность и координация.

7. Фаза срыва – наблюдается большое переустройство анализаторов и регулирующих механизмов.

С фазы субкомбинации начинается утомление организма.

На развитие утомления очень сильно влияют опасные и вредные производственные факторы.

Лекция № 4

Поиск по сайту: