Особенности зрительного восприятия информации и формирование утомления зрительного анализатора оператора

Целью дипломного проекта является разработка автоматизированной системы идентификации готовой продукции на ЗАО МЗХ «Атлант». При разработке данной системы большое внимание уделяется созданию программного обеспечения системы. Использование персонального компьютера – необходимое условие достижения поставленной цели. Однако не стоит забывать о вредном влиянии ПЭВМ на состояние здоровья пользователей. Недооценка особенностей работы с дисплеями приводит к существенным проблемам со здоровьем.

На ЗАО МЗХ «Атлант» используются ЖК-мониторы Integral.

Основными параметрами изображения на экране монитора являются яркость, контраст, размеры и форма знаков, отражательная способность экрана, наличие или отсутствие мерцаний. Для уменьшения влияния вредного воздействия монитора на организм человека необходимо, чтобы все эти параметры были в пределах нормы.

Мерцания монитора объясняется тем, что частота горизонтальной развертки обычно не превышает 50-60 Гц. Для уменьшения нагрузки на органы зрения необходимо применять дисплеи с достаточно большим размером экрана и частотой горизонтальной развертки свыше 70 Гц.

Весьма часто фактором, способствующим быстрому утомлению глаз, становится и контраст между фоном и символами на экране. Малая контрастность затрудняет различение символов, однако и слишком большая тоже вредит. Поэтому контраст должен находиться в пределах от 3:1 до 1,5:1. При более низких уровнях контрастности у пользователей быстрее наступает неблагоприятные изменения способности фокусировать изображение и критической частоты слияния световых мельканий.

Человеческий глаз не может долго работать с мелкими объектами. Угловой размер знака должен быть в пределах от 16 до 60 угловых минут, что составляет от 0,46 до 1,75 см, при расстоянии до экрана монитора 50 сантиметров.

Отражательная способность экрана не должна превышать 1%. Для снижения количества бликов и облегчения концентрации внимания корпус монитора должен иметь матовую одноцветную поверхность (светло-серый, светло-бежевый тона) с коэффициентом отражения 0,4-0,6, без блестящих деталей и с минимальным числом органов управления и надписей на лицевой стороне.

К числу вредных факторов, с которыми сталкивается пользователь, работающий за монитором, относятся рентгеновское и электромагнитное излучения, а также электростатическое поле. На расстоянии 50 см влияние электростатического поля уменьшается до безопасного для человека уровня. Применение специальных защитных фильтров позволяет свести его к нулю. Но при работе монитора электризуется не только его экран, но и воздух в помещении. Для уменьшения влияния используется частое проветривание помещения и/или использование кондиционеров.

Труд специалистов и операторов, работающих с вычислительной техникой, характеризуется повышенными уровнями психического напряжения. Высокие уровни психического напряжения возникают в условиях опасности. Реакция психического напряжения, связана со сложностью трудовой деятельности, необходимостью постоянно поддерживать активное внимание, высокой ответственностью за свою деятельность и высокой ценой ошибки.

Особое внимание было уделено характеру сдвигов в деятельности – её улучшению или ухудшению. Так появилось основание для выделения двух видов состояний: напряжения, оказывающего положительный, мобилизующий эффект на деятельность, и напряжённости, которая характеризуется понижением устойчивости психических и двигательных функций вплоть до дезинтеграции деятельности.

Не последнее влияние оказывает микроклимат помещения. Средняя температура воздуха в помещении должна составлять +22°С, относительная влажность – 46%, атмосферное давление – 750 мм.рт.ст., содержание пыли – не более 10 мг/м воздуха рабочего места, максимальные размеры частиц – 2 мкм. Для поддержания микроклимата в помещении должны быть предусмотрены вентиляция и отопление в теплое и холодное время года. В теплое время года вентиляция в помещении осуществляется бытовыми кондиционерами. При полной загруженности оборудования температура воздуха не должна превышать +25°С. В холодный период помещение отапливается батареями радиаторов. Зимой температура воздуха в помещении офиса не должна опускаться ниже +19 °С[10].

Инженерно-психологические требования к средствам отображения информации (СОИ) и их расположению в рабочем пространстве

Проектирование рабочих мест относится к числу важных проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники.

Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.

Эргономическими аспектами проектирования рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки для документов, возможность различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость элементов рабочего места[11].

Рабочий стол, с учётом характера выполняемой работы, должен иметь доста­точный размер для рационального размещения монитора (дисплея), клавиатуры, другого используемого оборудования и документов, поверхность, обладающую низ­кой отражающей способностью.

Для комфортной работы стол должен удовлетворять следующим условиям[11]:

– высота стола должна быть выбрана с учетом возможности сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники;

– нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы программист мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;

– поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения программиста;

– конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей).

– высота рабочей поверхности рекомендуется в пределах 680-760мм. Высота поверхности, на которую устанавливается клавиатура, должна быть около 650мм.

Клавиатура располагается на поверхности стола таким образом, чтобы про­странство перед клавиатурой было достаточным для опоры рук работника (на рас­стоянии не менее чем 300 мм от края, обращенного к работнику) или на специальной регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделённой от основной столешницы. Пальцы должны находиться на уровне запястий или чуть ниже. Запястья также сле­дует держать или на уровне локтей, или чуть ниже, а сами руки – достаточно низко, чтобы плечи были опущены и расслаблены.

Чтобы обеспечивалось удобство зрительного наблюдения, быстрое и точное считывание информации, плоскость экрана монитора располагается ниже уровня глаз работника предпочтительно перпендикулярно к нормальной линии взгляда ра­ботника (нормальная линия взгляда - 15 см вниз от горизонтали).

Для исключения воздействия повышенных уровней электромагнитных излучений расстояние между экраном монитора и работником должно составлять не менее 500 мм (оптимальное 600-700 мм).

Моторное поле – пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.

Максимальная зона досягаемости рук – это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Оптимальная зона – часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом.

Дисплей должен располагаться в центре.

Положение экрана определяется:

– расстоянием считывания (0,6…0,7м);

– углом считывания, направлением взгляда на 20 градусов ниже горизонтали к центру экрана, причем экран перпендикулярен этому направлению.

Должна также предусматриваться возможность регулирования экрана:

– по высоте +3 см;

– по наклону от -10 градусов до +20 градусов относительно вертикали;

– в левом и правом направлениях.

Для обеспечения безопасности работников на соседних рабочих местах рас­стояние между рабочими столами с мониторами (в направлении тыла поверхности одного монитора и экрана другого монитора) должно быть не менее 2,0 м, а расстоя­ние между боковыми поверхностями мониторов не менее 1,2 м. Площадь на 1 рабо­чее место с персональным компьютером должна быть не менее 6 м², а объём не менее 20 м³ [12].

 

Требование к организации, качественным и количественным характеристикам освещения рабочего места оператора и их реализация. Оптимизация режима труда и отдыха оператора

При работе с дисплеем используется визуальный канал ввода информации в мозг человека. Работа с дисплеем зачастую происходит в помещениях с искусственным освещением. В этом случае такое освещение должно обеспечивать правильную работу глаз и приближаться к оптимальным условиям зрительного солнечного освещения. По «Санитарным правилам и нормам» помещение с ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение. Естественное освещение должно осуществляться через светопроемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток и обеспечивать коэффициенты естественной освещенности (КЕО) не ниже 1,2% в зонах с устойчивым снежным покровом и 1.5% на остальной территории[9].

Искусственное освещение в помещениях эксплуатации ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения. Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300 - 500 лк. Допускается установка светильников местного освещения для подсветки документов. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк. Коэффициент запаса для осветительных установок общего освещения должен приниматься равным 1.4. Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей, находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/кв.м.. Следует ограничивать отраженную блескость на рабочих поверхностях за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране монитора не должна превышать 40 кд/кв.м и яркость потока, при изменении системы отраженного освещения, не должна превышать 200 кд/кв.м[9].

В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. При устройстве отраженного освещения в производственных и административно-общественных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп мощностью до 250 Вт. Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.

Для снижения яркости в поле зрения при естественном освещении применяются регулируемые жалюзи, плотные шторы.

Глаза человека меньше утомляются, если рабочее место освещено равномерно – т.е. когда возможно избежать возникновения в поле зрения человека слишком сильного контраста между яркими и недостаточно освещенными поверхностями (тенеобразование) и слепящего действия, вызванного световыми отражениями (бликами) от осветительных приборов на поверхности стекла шкафов, полированных поверхностей, мониторов компьютеров и других блестящих деталей интерьера. Все это ведет к ухудшению зрительной способности, снижению работоспособности и ухудшению самочувствия. Зрительный комфорт на компьютерном рабочем месте можно обеспечить с помощью отраженного света, который отражается от матовой белой поверхности потолка или при падении прямого света, который должен падать наклонно сбоку или отвесно сзади. Причем очень важным является равномерное распределение света на потолке при применении отраженного освещения. Оно обеспечивается только светильниками с широким светораспределением отраженного света. Преимуществом отраженного освещения также является то, что: можно спланировать меблировку независимо от освещения, светильники отраженного света и прямого/отраженного света обеспечивают высокую равномерность освещения при КПД светильника 80-90%, светильники отраженного света характеризуются низким тенеобразованием и, наконец, светильники отраженного света экономичны. Мерцание распространенных ныне люминесцентных ламп, питающихся от дросселей, оказывает раздражающее действие на нервные клетки головного мозга, и, кроме того это мерцание складывается с мерцанием монитора на частоте обновления изображения, что приводит к сильной утомляемости глаз.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях использования ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников по необходимости, но не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.

При работе с персональным компьютером очень важную роль играет соблюдение правильного режима труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в пояснице, в области шеи и руках[10].

В таблице 6.1 представлены сведения о регламентированных перерывах, которые необходимо делать при работе на компьютере, в зависимости от продолжительности рабочей смены, видов и категорий трудовой деятельности с ВДТ (видеодисплейными терминалами) и ПЭВМ[8].

Все виды трудовой деятельности, связанные с использованием компьютера, разделяются на три группы[8]:

– группа А: работа по считыванию информации с экрана ВДТ или ПЭВМ с предварительным запросом;

– группа Б: работа по вводу информации;

– группа В: творческая работа в режиме диалога с ЭВМ.

Таблица 6.1 ­- Время регламентированных перерывов при работе на ПК

Категория работы с ВДТ или ПЭВМ	Уровень нагрузки за рабочую смену при видах работы с ВДТ	Суммарное время регламентированных перерывов, мин.
	Группа А, количество знаков	Группа Б, количество знаков	Группа В, часов	При 8-часовой смене	При 12-часовой смене
I	до 20000	до 15000	до 2,0
II	до 40000	до 30000	до 4,0
III	до 60000	до 40000	до 6,0

 

Продолжительность непрерывной работы с монитором не должна пре­вышать 2 часов[8].

Для программиста II категории следует соблюдать следующий режим труда и отдыха:

– при 8-часовой рабочей смене и работе с видеотерминалом регламенти­рованные перерывы должны быть предусмотрены через 2 часа от начала работы и через 2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый или продолжительностью 10 минут через каждый час работы[8];

– при 12-часовой рабочей смене регламентированные перерывы должны устанавливаться в первые 8 часов работы аналогично перерывам при 8-часовой ра­бочей смене, а в течение последних 4 часов работы каждый час продолжительно­стью 15 минут[8];

– при работе с ПК в ночную смену (с 22 до 6 часов) продолжительность регламентированных перерывов должна увеличиваться на 60 минут.

С целью уменьшения отрицательного влияния монотонности необходи­мо применять чередование операций.

Во время регламентированных перерывов для снижения нервно-
эмоционального напряжения, утомления зрительного анализатора, улучшения функционального состояния нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной систем, а также мышц плечевого пояса, рук, спины, шеи и ног целесообразно выполнять комплексы упражнений.

Оздоровительные упражнения для профилактики зрительного утомления:

– перемещение взгляда при закрытых глазах;

– перемещение взгляда из одного угла дисплея в другой;

– зажмуривание глаз;

– напряжение глазных мышц;

– перемещение взгляда с близкой точки на отдалённую;

– массаж височного и окологлазного пространства;

– пальминг;

– упражнение для век.

В заключении необходимо отметить, что использование на ЗАО МЗХ «Атлант» ЖК-мониторов фирмы Integral с размером экрана 19" и выше дюймов и частотой горизонтальной развёртки свыше 70 Гц, соблюдение эргономических аспектов при проектировании рабочих мест, достаточное освещение в помещениях эксплуатации ПЭВМ, соблюдение оптимального режима труда и отдыха позволяет сохранить хорошую работоспособность в течение всего рабочего дня, повышает как в количественном, так и в качественном отношениях производительность труда программиста, что в свою очередь будет способствовать быстрейшей разработке и отладке программного продукта.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения дипломного проектирования были решены следующие задачи:

– спроектирована автоматизированная система идентификации готовой продукции;

– выбрано оборудование и программные средства для разработки программного обеспечения;

– разработано программное обеспечение считывания и проверки данных;

– проведено детальное тестирование и оценка надежности программы.

Основной целью дипломного проектирования была разработка автоматизированной системы идентификации готовой продукции и программного обеспечения данной системы, предназначенного для регистрации прохождения изделий по технологическим точкам. Для решения этой задачи вначале был произведен обзор существующих методов автоматической идентификации продукции и выбран метод, основанный на штриховом кодировании. Затем разработана структура системы и алгоритм её работы. В ходе разработки алгоритма работы были выявлены ошибки, возникающие в системе.

Произведен выбор оборудования системы. В качестве необходимых элементов было выбрано экран Century, сканер фирмы DataLogic PSC PowerScan D8300, преобразователь ADAM 4570.

Разработан алгоритм работы программы, выполнена программная реализация системы. Программное обеспечение разработано в среде MS Visual C++ 6.0. Для работы с базами данных использовано средство RDE Apollo OLE DB. В ходе реализации были учтены все требования к системе.

Произведено детальное тестирование программного обеспечения, которое показало корректную работу программы. Произведена оценка надежности программного обеспечения.

Проведено технико-экономическое обоснование работы. В нем составлена смета затрат и выполнен расчет суммы расходов, связанных с разработкой данного программного обеспечения. Расчет прогнозируемого экономического эффекта показал, что все затраты на новое программное обеспечение составят – 6488250 руб., полностью окупятся через 3,73 года, что показало эффективность его использования.

 

В ходе выполнения дипломного проекта рассмотрены вопросы оптимизации зрительного взаимодействия оператора со средствами отображения информации. Сформулированы основные требования к средствам отображения информации и их расположению в рабочем пространстве, требование к организации, качественным и количественным характеристикам освещения рабочего места оператора. Сформулирован режим труда и отдыха оператора для достижения высокой производительности его работы.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

[1] Википедия. – Свободная энциклопедия. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/.

[2] ГК «АТОЛ». – Электронные данные. – Режим доступа: http://www.atol.ru/

[3] Indel. – Электронные данные. – Режим доступа: http://www.indel.by

[4] Академика. – Свободная энциклопедия. – Режим доступа: http://dic.academic.ru/

[5] Круглински, Д. Д. Программирование на Microsoft Visual C++ 6.0. Для профессионалов / Д. Д. Круглински, С. Уингоу, Д. Шеферд. – М.: Русская Редакция, 2001. – 864с.

[6] Секунов, Н. Самоучитель Visual C++ 6 / Н. Секунов. – СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 1999. – 960с.

[7] Факультет Математики и Информатики Гродненского государственного университета им. Янки Купалы. – Электронные данные. – Режим доступа: http://mf.grsu.by/.

[8] СанПиН 2.2.2.542РБ96. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.

[9] СНБ 2.04-05-98. Естественное и искусственное освещение. Строительные нормы Республики Беларусь.

[10] Белов, Н. А. Безопасность жизнедеятельности / Н. А. Белов. – М.: Знание, 2000. – 364с.

[11] Зинченко, В. П. Основы эргономики / В. П. Зинченко. – М.: МГУ, 1979. – 179с.

[12] Семич, В. П. Охрана труда при работе на персональных электронно-вычислительных машинах и другой офисной технике: практическое пособие / В. П. Семич. – Мн.: Высш. Шк., 2001. – 56с.

[13] Надежность программного обеспечения: учебное пособие. Ч 1. / В. В. Бахтизин. – Минск: БГУИР, 2007.