Основы теории производственной безопасности

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ОПАСНОСТЬ ТРУДОВОЙ (ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ) ДЕЯТЕЛЬНОСТИ. ЗАДАЧИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ

Производственная безопасность с теоретических позиций является составной частью научной дисциплины «Безопасность жизнедеятельно­сти», но при этом предметом изучения является трудовая (производст­венная) деятельность человека, а объектом изучения — безопасность трудовой (производственной) деятельности человека.

Трудовая (производственная) деятельность — это активное взаи­модействие человека с элементами производственной среды, результа­том которого является общественная польза этой деятельности (произ­водства).

Безопасность трудовой (производственной) деятельности — это комплексная система мер защиты человека на производстве и производ­ственной среды (среды обитания) от опасностей, формируемых конкрет­ным производственным (технологическим) процессом, т. е. такое состоя­ние трудовой (производственной) деятельности, при котором с опреде­ленной вероятностью исключаются потенциальные производственные опасности, влияющие на здоровье человека. Комплексную систему со­ставляют правовые, организационные, экономические, технические, са­нитарно-гигиенические, лечебно-профилактические меры защиты. Про­изводственная среда — это пространство, в котором совершается трудо­вая деятельность человека. В производственной среде как части технос­феры формируются негативные факторы, природа которых существенно отличается от негативных факторов природного характера. Эти факторы формируют элементы производственной среды, среды обитания, к кото­рым относятся:

1) предметы труда;

2) средства труда, инструмент, технологическая оснастка, машины;

3) продукты труда, полуфабрикаты;

4) энергия (электрическая, пневматическая, химическая, тепловая и др.);

5) технологические процессы, операции, действия;

6) природно-климатические факторы (микроклиматические условия труда (температура, влажность и скорость движения воздуха);

7) растения, животные;

8) персонал;

9) рабочие места, цеха, участки и т.д.

Технологические процессы протекают в производственных помеще­ниях. Ими являются замкнутые пространства в специально предназна­ченных зданиях и сооружениях, в которых постоянно (по сменам) или пе­риодически (в течение рабочего дня) осуществляется трудовая деятель­ность людей, связанная с участием в различных видах производства, в ор­ганизации, контроле и управлении производством, а также с участием во внепроизводственных видах труда на предприятиях транспорта, связи и т.п.

Внутри производственных помещений находятся рабочая зона и ра­бочие места. Рабочей зоной называется пространство до 2 м. Над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или вре­менного пребывания работающих. Рабочее место — часть рабочей зоны, оно представляет собой место постоянного или временного пребывания работающих в процессе трудовой деятельности. Постоянным называется рабочее место, на котором работающий находится большую часть (более 50% или более 2 часов непрерывно) своего рабочего времени. Если при этом работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, постоян­ным местом работы считается вся рабочая зона. Введение понятий рабо­чей зоны и рабочего места имеет значение для реализации контроля со­стояния условий труда, определения уровня социальных льгот на произ­водстве, именно здесь формируются основные производственные опас­ности (травмоопасные и вредные).

Жизненный опыт человека показывает, что любой создаваемый вид деятельности должен быть полезен для его существования, но одновре­менно деятельность может быть источником негативных воздействий или вреда, приводящих к травматизму, заболеваниям, а порой к полной потере работоспособности или смерти. Вред человеку может наносить любая деятельность: работа на производстве (технологический процесс), различные виды отдыха, развлечения и даже деятельность, связанная с получением знаний. Практика человека, таким образом, дает основание утверждать, что любая деятельность потенциально опасна.

Аксиома о потенциальной опасности любой деятельности поло-жена в основу научной проблемы обеспечения безопасности человека. Эта аксиома имеет по меньшей мере два важных вывода, необходимых для формирования систем безопасности, — невозможность разработать (найти) абсолютно безопасный вид деятельно­сти человека (например, рассматривая производственную деятельность чело­века, невозможно создать абсолютно безопасную технику и технологиче­ский процесс); ни один вид деятельно­сти не может обеспечить абсолютную безопасность для человека (нулевых рисков не бывает).

Безопасность деятельности (рис, 1.1.) является объектом изучения науч­ной дисциплины «Безопасность жиз­недеятельности».

Безопасность следует понимать как комплексную систему мер защиты человека и среды обитания от опасно­стей, формируемых конкретной дея­тельностью. Чем сложнее вид деятель­ности, тем более комплексна система

защиты (безопасность этой деятельности). Комплексную систему состав­ляют следующие меры защиты: правовые, организационные, экономиче­ские, технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактиче­ские.

Основным направлением дисциплины БЖД является обеспечение безопасности конкретной деятельности. При этом должны быть решены следующие задачи.

Первая задача — идентификация (детальный анализ) опасностей, формируемых в изучаемой деятельности. Идентификация должна осуще­ствляться в такой последовательности: устанавливаются элементы среды обитания, формируемые конкретные опасности и требования профессио­нальной пригодности как источники опасности, затем проводится качест­венная, количественная, пространственная и временная идентификация имеющихся в рассматриваемой деятельности опасностей, возникающих от элементов среды обитания и человека.

Вторая задача — разработка мер защиты человека и среды обитания от выявленных опасностей, которая проводится с обязательным выбором таких мер, которые давали наибольший эффект защиты при оптимальных затратах на их реализацию.

Третья задача — разработка мер защиты от остаточного риска данной деятельности (они необходимы потому, что обеспечить абсолютную без­опасность деятельности невозможно). Эти меры применяются в том слу­чае, когда произошло действие на человека или производственную среду внештатных (чрезвычайных) опасностей (требуется оказать первую по­мощь или квалифицированную медпомощь пострадавшему, произвести разборку зданий или сооружений, освободить пострадавшего, очистить загрязненную территорию и т. п.). Третью задачу обеспечения безопасно­сти реализуют на производстве службы здравоохранения, пожарной ох­раны, подразделения ликвидации последствий чрезвычайной ситуации, службы ликвидации химических аварий и аварий в электросетях, трубо­проводах, службы радиационной безопасности.

Таблица 1.2 Условия труда по показателям тяжести трудового процесса

№ п/п	Показатели тяжести трудового процесса	Класс условий труда
Оптималь- ный (легкая физическая нагрузка)	Допусти- мый (средняя физичес- кая нагрузка)	Вредный (тяжелый труд)
1-й степени	2-й степени	3-й степени
		3,1	3,2	3,3
1.1	Физическая и динами- ческая нагрузка, выра- женная в единицах внеш- ней механической работы за смену, кгм При региональной наг- рузке (с преимущест- венным участием мышц рук и плечевого пояса) при перемещении груза на расстояние до 1 м:   — для мужчин   — для женщин	до 2500   до 1500	до 5000   до 3000	ДО 7000   до 4000	ДО до	более более

 

 

 

 

 

 

 

№ п/п	Показатели тяжести трудового процесса	Класс условий труда
Оптималь­ный (легкая физическая нагрузка)	Допусти­мый (средняя физичес­кая нагрузка)	Вредный (тяжелый труд)
1-й степени	2-й степени	3-й степени
		3,1	3,2	3,3
1.2	При общей нагрузке (с участием мышц рук, корпуса, ног): — при пе- ремещении груза на рас- стояние от 1 до 5 м: — для мужчин   — для женщин   при перемещении груза на расстояние более 5 м: — для мужчин   — для женщин   Масса поднимаемого и	до 12500   до 7500   до 24000   до 14000	до 25000   до 15000   до 46000   до 28000	ДО до     ДО до -	ДО ДО     ДО ДО	более более     более более
2.1   2.2     2.3	перемещаемого груза вручную, кг Подъем и перемещение (разовое) тяжестей при чередовании с другой работой (до 2 раз в час): — для мужчин   — для женщин   Подъем и перемещение (разовое) тяжестей пос- тоянно в течение рабочей смены: — для мужчин   — для женщин Суммарная масса гру- зов, перемещаемых в течение каждого часа смены — с рабочей поверхности;	до 15   до 5     до 5   до 3	до 30   до 10     до 15   до 7	более более   до 30   более 7	более	-

 

№ 1 Показатели тяжести	Класс условий труда
п/п	трудового процесса	Оптималь- ный (легкая физическая нагрузка)	Допусти- мый (средняя физичес- кая нагрузка)	Вредный (тяжелый труд)
1-й степени	2-й степени	3-й степени
				3,1	3,2	3,3
	— для мужчин   — для женщин   — с пола — для мужчин   — для женщин   Статическая нагрузка Величина статической удержании груза, прило- жении усилий, кгс: — одной рукой   — двумя руками   — с участием мышц корпуса и ног Перемещение в прост- ранстве (переходы, обус- ловленные технологическим процессом в течение смены), км	до 18000   до 36000   до 43000   до 4	до 870   до 350     до 435   до 175   до 36000   до 70000   до до 10	более более   более более     ДО ДО ДО до 15	более более более более

 

Физическая динамическая нагрузка. Физическую динамическую нагрузку устанавливают либо по технической документации, либо на ос­нове наблюдений в течение нескольких дней за группой работающих. Ве­личина физической динамической нагрузки может быть определена по формуле

где А — количество работы, кгм; т — масса груза или прилагаемое уси­лие, кг; Н — высота подъема груза, м; Н₁ — расстояние опускания гру­за, м.

В процессе наблюдения за работой определяют усилия при переме­щении груза (детали, рабочего органа, механизма), высоту подъема и опускания груза, расстояние горизонтального перемещения груза, группу мышц, участвующих в работе.

В соответствии с критериями оценки при региональной нагрузке до 2500 кгм она считается оптимальной (легкой), до 5000 кгм — допусти­мой (средней), а при превышении последней величины условия труда считаются вредными (тяжелый труд) трех степеней тяжести в зависимо­сти от превышения. Для общей нагрузки соответствующие значения сле­дующие:

оптимальная — до 12 500 кгм, допустимая — до 25 000 кгм. При пре­вышении последней величины условия труда относятся к вредным.

Масса поднимаемого и перемещаемого вручную груза. Оценка массы перерабатываемого груза позволяет отнести условия труда к опти­мальным (до 15 кг), допустимым (до 30 кг) или вредным условиям труда 1-й степени тяжести. Вторая и третья степени тяжести отсутствуют, так как ручная переработка грузов массой более 30 кг не допускается.

Статическая нагрузка. Человек прилагает физические усилия не только перемещаясь с грузом в производственном пространстве. Стати­ческая нагрузка связана с затратой человеком усилий без перемещения тела или отдельных его частей. Она характеризуется величиной удержи­ваемого груза (или прилагаемого усилия) и временем удержания его в статическом состоянии и рассчитывается с применением выражения: Р = т • I, где т — масса груза или статическое усилие, кг; I — время фик­сации усилия, с.

Рабочая поза. Естественная поза при сидении принимается самопро­извольно. Фиксированная рабочая поза физиологически не оправдана. Если при выполнении работы требуются большие мышечные усилия, то предпочтительна поза «стоя», а при меньших усилиях — поза «сидя». Ра­бота в позе «стоя» приводит к более быстрому утомлению, чем работа в позе «сидя». Однако фиксация любой из рассмотренных поз вызывает на­рушение кровообращения в нижних конечностях и тазовой области. Во избежание профессиональных заболеваний целесообразно предусматри­вать возможность работы как стоя, так и сидя.

Оптимальным условиям труда соответствует удобная свободная ра­бочая поза при возможности ее смены по усмотрению работника. Если же до 25 % времени смены человек должен находиться в неудобной фикси­рованной позе с невозможностью изменить взаимное расположение час­тей тела, то по этому признаку условия труда нужно отнести к допусти­мым. При увеличении нахождения оператора в неудобной фиксирован­ной позе до 50 % времени смены труд относится к вредным условиям 1-й степени. Такую же оценку необходимо дать и в том случае, если до 25 % продолжительности смены работающий пребывает в вынужденной позе (на коленях, на корточках или согнувшись).

К вредным условиям труда 2-й степени тяжести относят рабочую по­зу и в том случае, когда нахождение в неудобной фиксированной позе превышает 50 % времени смены или же пребывание в вынужденной позе более 25 % времени смены. Тяжесть труда 3-й степени по данному факто­ру не предусмотрена.

Таблица 1.3 Классы условий труда по показателям напряженности трудового процесса

 

Интеллектуальные нагрузки. Наиболее легким считают умствен­ный труд, в котором отсутствует необходимость принятия решения. От­сутствие такой ответственности за принятое решение позволяет отнести условия труда к оптимальным. Если же оператор работает и принимает решения в рамках инструкции, то такие условия труда относятся к допу­стимым. К напряженным условиям 1-й степени относят труд, который связан с решением сложных задач по известным алгоритмам или работой с использованием нескольких (более одной) инструкций. Эвристическая (творческая) деятельность, требующая решения сложных задач при от­сутствии очевидного алгоритма решения, должна быть отнесена к напря­женному труду 2-й степени тяжести.

Человек-оператор может быть относительно пассивным приемником информации либо в какой-то форме ее преобразовывать. Восприятие сигналов, не требующее коррекции действий, определяет оптимальный класс условий труда, а если необходима коррекция действий и операций, то — допустимый. Если труд человека предусматривает восприятие сиг­налов с последующим сопоставлением фактических параметров с их но­минальными значениями, если необходима оценка фактической инфор­мации, то такие условия относят к напряженному труду 1 -и степени.

Восприятие сигналов (информации) с последующей комплексной оценкой взаимосвязанных параметров или комплексная оценка всей про­изводственной деятельности является критерием, по которому такой труд следует считать напряженным 2-й степени.

В процессе производственной деятельности человек выполняет зада­ния различной степени сложности. Обработка какой-либо информации или выполнение задания без оценки его результатов является менее слож­ным трудом, что позволяет оценивать его как оптимальный. Если же к указанным действиям добавляется необходимость проверки полученного результата, то такие условия труда являются допустимыми.

Первая степень напряженности труда включает в себя обработку, проверку и контроль за выполнением задания. Работа по распределению производственного задания между другими лицами и контроль за их ра­ботой относятся к напряженному труду 2-й степени.

Характер производственных заданий может предусматривать работу по индивидуальному плану, по установленному графику и с ответствен­ностью за конечный результат. Работа по индивидуальному плану харак­теризуется оптимальной напряженностью. Работа по графику с необхо­димостью коррекции хода производственного процесса является допу­стимой по напряженности. Те же функции, но в условиях дефицита вре­мени определяют выполняемую работу как напряженную 1-й степени. Если же в дополнение к перечисленным особенностям трудового процес­са добавляется ответственность за конечный результат, то такие правила определяют условия труда как напряженные 2-й степени.

Сенсорные нагрузки оцениваются длительностью сосредоточенно­го наблюдения, плотностью поступления сигналов и сообщений, числом производственных объектов, за которыми одновременно ведется наблю­дение, а также нагрузкой на зрительный и слуховой анализаторы.

Длительность сосредоточенного наблюдения в процентах следую­щим образом классифицирует этот показатель: до 25 % от продолжитель­ности рабочей смены — оптимальные условия труда, 26—50 % — допу­стимые, 51—75 % — напряженный труд 1-й степени, а при длительности сосредоточенного наблюдения более 75 % условия труда следует отно­сить ко 2-й степени напряженности.

Плотность звуковых и световых сигналов, т. е. количество их посту­пающих в течение каждого часа, характеризует условия труда следую­щим образом: до 75 сигналов или сообщений — оптимальные условия труда; 75—175—допустимые; 176—300 — напряженный труд 1 -и степе­ни, а при более высокой плотности поступления информации условия труда характеризуются как напряженный труд 2-й степени.

Напряженность труда зависит и от числа одновременно наблюдаемых объектов. Под объектами в данном случае подразумевается технологиче­ский процесс, контрольно-измерительные приборы, продукт производст­ва и т. п. Так, при численности объектов до 5 включительно условия труда относятся к оптимальному классу. При числе объектов от 6 до 10 напря­женность тру да характеризуется допустимым классом. Если число объектов наблюдения превышает 10, то условия определяются как напряжен­ный труд. К первой степени напряженного труда (класс 3.1) относятся производственные процессы с числом подконтрольных объектов в преде­лах 11—25, а ко второй (класс 3.2) такие, когда необходимо отслеживать 26 и более показателей.

Работа с видеодисплейными терминалами до двух часов в смену счи­тается оптимальной, до трех — допустимой. Работа за компьютером или наблюдение за процессом по видеотерминалу свыше указанного времени определяет класс условий труда как напряженный: от 3 до 4 ч — 1-й сте­пени (класс 3.1), более 4ч — 2-й степени (класс 3.2).

Эмоциональные нагрузки. Ответственность за конечный или про­межуточный результат труда, за возможные опасные последствия приня­тых решений определяет степень напряженного состояния исполнителя, его «скованность», что может существенно замедлить выполнение им своих функций. Если оператор несет ответственность за выполнение только отдельных элементов производственного задания, то такой труд оценивается как оптимальный. Повышение степени ответственности, на­пример, за функциональное качество вспомогательных операций влечет за собой дополнительные эмоциональные усилия со стороны непосредст­венного руководителя (бригадира, мастера и др.). В этих случаях труд оценивается как допустимый.

На исполнителе может лежать ответственность за функциональное качество основной работы, что может повлечь необходимость принятия решений, связанных с исправлением (переделкой результатов) за счет до­полнительных усилий всего коллектива. Это накладывает дополнитель­ную ответственность на принимающего решение и повышает его эмоцио­нальную нагрузку. Поэтому такой вид деятельности является напряжен­ным 1 -и степени (класс 3.1). Если же работник несет персональную ответ­ственность за функциональное качество конечного продукта, производственного задания в целом или его действия могут привести к поломке оборудования, останрвке всего технологического процесса или создать ситуацию, опасную для жизни, его условия труда оцениваются как напряженные 2-й степени (класс 3.2).

При отсутствии риска для собственной жизни в процессе выполнения своих обязанностей труд исполнителя считают оптимальным, если же он вероятен, то условия труда относят к классу 3.2 — напряженный труд 2-й степени. Аналогично устанавливается класс условий труда при оценке степени риска за безопасность других лиц, участвующих в производст­венном процессе.

Монотонность нагрузок. Монотонностью называют однообразие выполняемых операций. Монотонная работа снижает эффективность труда, увеличивает текучесть кадров, аварийность и, как следствие, трав­матизм на производстве.

Степень монотонности определяется числом элементов (приемов труда при реализации простого задания или многократно повторяющихся операции) и продолжительностью во времени выполнения этих элемен­тов или операций. Если число элементов, необходимых для реализации простого задания или в многократно повторяющихся операциях состав­ляет 10 и более, то условия труда считают оптимальными. При числе эле­ментов от 9 до 6 — допустимыми. При меньшем числе элементов (они, следовательно, чаще повторяются) условия труда относят к классу напря­женные: от 5 до 3 — напряженные условия труда 1-й степени (класс 3.1) и напряженные 2-й степени при числе элементов менее 3 (класс 3.2).

Уже отмечалось, что монотонность определяется и продолжительно­стью выполнения элементов труда. В связи с этим было установлено, что при продолжительности каждой из повторяющихся операций более 100 с условия труда можно считать оптимальными. Если на ее выполнение за­трачивается от 100 до 25 с, то условия допустимые. В остальных случаях условия труда оцениваются как напряженные и подразделяются на два класса: Ь-й степени при затратах времени на операцию 24 —10 с (класс 3.1) и 2-й степени (класс 3.2) с продолжительностью выполнения менее 10с.

Режим работы. Одной из характерных черт технического прогресса является частое появление товаров с новыми потребительскими свойст­вами. Это требует частой смены производственного оборудования и, как следствие, повышения уровня сменности оборудования и персонала на производстве. В ряд_е отраслей используются непрерывные технологиче­ские процессы (химические производства, предприятия транспорта и др.), где работа ведется круглосуточно. Исследования показали, что в первую и вторую половину дня производительность, работоспособность, самочувствие и уровень травматизма одинаковы.

В ночное время снижается производительность труда, защитные фун­кции организма, повышается сонливость. Работоспособность человека определяется не только активностью мышечного аппарата и органов чувств, но^и деятельностью сердечно-сосудистой, пищеварительной, эн­докринной и других систем, не управляемых сознанием человека и рабо­тающих по суточному ритму.

Принято относить режим работы с продолжительностью не более 7 часов к оптимальному, а с длительностью до 9 часов — к допустимому. Продолжительность непрерывной работы до 12 часов относят к 1-й сте­пени, а более 12 часов — к напряженному труду 2-й степени.

Сменность работы классифицируется следующим образом: односменная работа без ночной смены — оптимальные условия;

—двухсменная работа без ночной смены—допустимые условия тру­да;

— трехсменная работа с работой в ночную смену — напряженный труд 1-й степени;

— нерегулярная сменность с работой в ночное время — напряженный труд 2-й степени.

СРЕДА»

Обеспечение безопасности деятельности человека на производстве представляет собой разработку мер защиты от опасностей, формирую­щихся в системе «человек—машина— производственная среда». Каждая подсистема этой системы содержит свойственные ей опасности, которые в сумме формируют все опасности в этой системе.

Подсистему «человек» целесообразно рассматривать как взаимосвя­занные понятия организма и личности. Поэтому опасности этой подси­стемы формируются физиологическими, психологическими возможно­стями человека, которые в основном определяются нервной системой — центром деятельности всего организма, а также антропометрическими показателями

Рис. 2.1. Типы нейронов нервной системы человека

И.П.Павлов предложил называть вид деятельности нервной систе­мы, который обусловливает нормальные отношения организма с внеш­ним миром или поведением, — высшей нервной деятельностью. Осуще­ствление высшей нервной деятельности как основной деятельности нерв­ной системы связано с низшей нервной деятельностью, которая объеди­няет и регулирует работу всех внутренних органов. Ясно, что без согласованной деятельности всех органов тела, соответствующей усло­виям жизни, немыслимо существование организма.

Рис. 2.2. Функциональная схема анализатора

Структурной единицей нервной системы является нервная клетка или нейрон. Различные типы нейронов представлены на рис.2.1.

Нейрон отличается от других клеток организма рядом особенностей. Прежде всего их популяция численностью от 10 до 30 млрд. клеток почти полностью «укомплектована» уже к моменту рождения, и ни один из ней­тронов, если он отомрет, не заменяется новым. Считается, что когда чело­век минует период зрелости, у него ежедневно отмирает около 10 тысяч нейронов, а после 40 лет этот суточный показатель удваивается. Другая важная особенность нейронов состоит в том, что они в отличие от других клеток организма имеют единственную функцию, заключающуюся в проведении нервной информации.

Нервная система определяет деятельность организма человека. При этом нервная система выполняет две важнейшие функции. Первая — коммуникационная, вторая —обобщение и переработка получаемой ин­формации и программирование соответствующей реакции организма. Коммуникационную функцию нервной системы выполняют анализаторы человека. Анализатор состоит из рецепторов — специализированных клеток, воспринимающих и передающих действия раздражителей внеш­него мира и внутренней среды организма, и нервных связей (рис. 2.2.).

Воздействие раздражителя на рецептор приводит к возникновению нервного импульса, который по чувственному (афферентному) нерву пе­редается в определенные участки коры больших полушарий головного мозга. Ответная реакция передается по двигательному (эфферентному) нерву от нервных центров к эффекторам (железам и мышцам), что дает возможность определенным и специфическим образом реагировать на те события во внешней среде, с которыми сталкивается организм. Преобра­зование энергии внешнего воздействия в нервный импульс, его проведе­ние в мозге, формирование ощущения и ответного действия — все это развернуто во времени. Отрезок времени от начала раздражения до воз­никновения ответной реакции называется латентным (скрытым) перио­дом. Он неодинаков для различных анализаторов (табл.2.1.).

В организме коммуникативную функцию обеспечивает перифериче­ская нервная система, состоящая из соматической нервной системы, от­ветственной за взаимодействие организма с внешним миром, и вегетатив­ной нервной системы, регулирующей деятельность внутренних органов сердца, легких, пищеварительного тракта, почек и др.

Вторую функцию нервной системы выполняет центральная нервная система, что включает широкий диапазон процессов — от простейших рефлексов на уровне спинного мозга до самых сложных мысленных опе­раций на уровне высших отделов головного мозга. Организация нервной системы человека представлена на рис. 2.3.

Воздействие раздражителя на рецептор приводит к возникновению нервного импульса, который по чувственному нерву передается в опреде­ленные участки коры больших полушарий головного мозга. Ответная ре­акция передается по эффективному (двигательному) нерву. Преобразова­ние энергии внешнего воздействия в нервный импульс, его проведение в мозге, формирование ощущения и ответного действия — все это развер­нуто во времени и называется латентным (скрытым) периодом. Он неоди­наков для различных анализаторов.

Общие характеристики анализаторов. Целесообразная и безопас­ная деятельность человека основывается на постоянном приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды и внутренних системах организма. Этот процесс осуществляется с помощью анализаторов — подсистем центральной нервной системы (ЦНС), обеспечивающих при­ем и первичный анализ информационных сигналов. Информация, посту­пающая через анализаторы, называется сенсорной (от лат. зепзиз — чув­ство, ощущение), а процесс ее приема и первичной переработки — сен­сорным восприятием.

Центральной частью является некоторая зона в коре головного мозга. Периферическая часть — рецепторы—вынесена на поверхность тела для

Рис. 2.3. Структура нервной системы человека

приема внешней информации либо размещена во внутренних системах и органах для восприятия информации об их состоянии (внешние рецепто­ры в обычной речи называют органами чувств). Проводящие нервные пу­ти соединяют рецепторы с соответствующими зонами мозга.

В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают сле­дующие анализаторы.

Внешние: зрительный (рецептор глаз); слуховой (рецептор ухо); так­тильный, болевой, температурный (рецепторы кожи); обонятельный (ре­цептор в носовой полости); вкусовой (рецепторы на поверхности языка и нёба).

Внутренние: анализатор давления; кинестетический (рецепторы в мышцах и сухожилиях); вестибулярный (рецептор в полости уха); специ­альные, расположенные во внутренних органах и полостях тела.

Основные параметры анализаторов следующие.

1. Абсолютная чувствительность к интенсивности сигнала (абсолют­ный порог ощущения по интенсивности) характеризуется минимальным значением воздействующего раздражителя, при котором возникает ощу­щение. В зависимости от вида раздражителя абсолютный порог измеряет­ся в единицах энергии, давления, температуры, количества или концент­рации вещества и т. п. Минимально ощущаемую интенсивность сигнала принято называть нижним порогом чувствительности.

Психофизическими опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя. Интенсивность ощуще­ний Е выражается логарифмической зависимостью (закон Вебера—Фех-нера)

где J— интенсивность раздражителя; K и С — некоторые константы, оп­ределяемые данной сенсорной системой.

2. Предельно допустимая интенсивность сигнала (обычно близка к болевому порогу) измеряется в тех же единицах. Максимально ощущае­мую величину сигнала принято называть верхним порогом чувствитель­ности.

3. Дифференциальная (различительная) чувствительность к измене­нию интенсивности сигнала — это минимальное изменение интенсивно­сти сигнала, ощущаемое человеком. Различают абсолютные дифферен­циальные пороги, характеризуемые значением ДУ, и относительные, вы­ражаемые в процентах: ∆J/J- 100 %, где J— исходная интенсивность.

4. Дифференциальная (различительная) чувствительность к измене­нию частоты сигнала — это минимальное изменение частоты F сигнала, ощущаемое человеком. Измеряется аналогично дифференциальному по­рогу по интенсивности либо в абсолютных единицах АР, либо в относи­тельных - ∆ F/F • 100%.

5. Границы (диапазон) спектральной чувствительности (абсолютные пороги ощущений по частоте, длине волны) определяются для анализато­ров, чувствительных к изменению частотных характеристик сигнала (зрительного, слухового, вибрационного), отдельно нижний и верхний пороги.

6. Пространственные характеристики чувствительности специфичны для каждого анализатора.

7. Адаптация (привыкание) и сенсибилизация (повышение чувстви­тельности) характеризуются временем и присущи каждому типу анализа­торов.

Функционирование разных анализаторов существенно изменяется под влиянием неблагоприятных для человека условий. Низкие и высокие температуры, вибрации, перегрузки, невесомость, слишком интенсивные потоки информации, ведущие к дефициту времени,и ее недостаток, утом­ление, вызванное длительной работой или неблагоприятными условиями, состояние стресса — все эти факторы вызывают различные измене­ния характеристик анализаторов.

 

 

Рис. 2.4. Зрительный анализатор: а — структура глаза; б — прохождение световых воли через сетчатку глаза

Чтобы обеспечить достаточную надежность деятельности человека при приеме и анализе сигналов в любых условиях, для практических рас­четов рекомендуется использовать не абсолютные и дифференциальные пороги чувствительности анализаторов к различным характеристикам сигналов, а оперативные пороги, характеризующие не минимальную, а некоторую оптимальную различимость сигналов. Обычно оперативный порог в 10—15 раз выше соответствующего абсолютного и дифференци­ального.

Характеристика зрительного анализатора. В процессе деятельно­сти человек до 90 % всей информации получает через зрительный анали­затор. Свет—это лишь узкая полоса в спектре электромагнитных колеба­ний (380 — 760 нм), где энергия может восприниматься человеческим глазом. Световое раздражение тем интенсивнее (т. е. тем ярче), чем боль­ше фотонов соответствует той или иной частоте.

Глаз функционирует наподобие фотоаппарата. Как и фотоаппарат, он способен изменять диаметр отверстия для прохождения света и наводить на фокус линзу для получения четкого изображения. Снабжен он и чувст­вительной поверхностью, где химическая структура пигментов, так же, как и химическая структура фотопленки, способна изменяться под дейст­вием фотонов (рис.2.4.).

Световые лучи проникают в глаз через роговицу, которая концентри­рует их перед проникновением в водянистую влагу — прозрачную жид­кость, питающую роговицу и поддерживающую определенную форму глаза. Затем лучи проходят через отверстие зрачка, размер которого регу­лируется радужной оболочкой — при ярком свете он уменьшается, а в темноте увеличивается. После этого лучи фокусируются чечевицеобраз-ным хрусталиком, который становится более плоским или более выпук­лым в зависимости от того, удаляется ли фокусируемый предмет от глаза или приближается к нему; благодаря этому процессу аккомодации свето­вые лучи, прошедшие через стекловидное тело (студенистое вещество, выполняющее примерно те же функции, что и водянистая влага), форми­руют на сетчатке глаза четкое изображение.