Особливості діяльності людини-оператора

В історичному аспекті розвитку трудової діяльності людини можна виділити три основні стадії праці: ручна, механізована та автоматизована.

Протягом тривалого часу, майже до початку нашого століття, функції людини стосовно техніки залишались в основному енерге-тичними, тобто для керування технікою людина користувалась своєю м'язовою силою. Ця праця характеризується складними руховими процесами, які вимагають значних затрат фізичної сили, високої координації рухів, спритності. Узгодження люди-

/. Основи безпеки життєдіяльності

ни з технікою зводилось лише до врахування анатомічних та фізіо­логічних особливостей.

З появою на початку XX ст. нових видів діяльності (автомобіль, літак тощо) виникла потреба врахування психологічни х можливос-тейлюдини, таких як швидкість реакції, особливості пам'яті та ува­ги, емоційний стан та ін. З широким впровадженням автоматичних систем керування, комплексної механізації та автоматизації вироб-ничихпроцесів з'явилися зміни у фаховій структурі праці, пов'я­зані з появою операторської діяльності.

Оператором стали називати людину, яка керувала елемента­ми автоматики та обчислювальної техніки, іншими технічними системами. Під "людиною-оператором" в ергономіці розуміють людину, котра виконує трудову діяльність, основу якої стано­вить взаємодія з предметом праці, машиною та зовнішнім середо­вищем завдяки інформаційній моделі та органам керування.

Операторська діяльність значно змінила працю людини. Збільшилась напруга у праці тому, що перед оператором постає завдання керувати все більшою кількістю об'єктів та параметрів. Людина має справу не з прямим спостереженням, а з інформацій­ним відображенням. Зростають вимоги до точності, швидкості та надійності дій людини, до швидкості психологічних процесів. Трудова діяльність супроводжується значними витратами нерво­во-емоційної та розумової енергії.

Комп'ютеризація та роботизація, з одного боку, розширили можливості людини, а з іншого — значним чином змінили вимоги до її діяльності. Вже не потрібна примітивна праця з виконанням монотонних фізичних операцій, з шаблонною розумовою діяль­ністю. Збільшилась потреба у творчій висококваліфікованій праці. Ускладнилась проблема узгодження умов праці, конструкції ма­шин з психологічними та фізіологічними можливостями люди­ни. Людина стала невід'ємною і найважливішою складовою час­тиною системи ЛМС.

Для того, щоб керувати технологічним процесом, спостерігати та контролювати роботу, оператору необхідні дані, котрі характе­ризують як хід процесу, так і відповідні органи керування. При керуванні процесом оператору доводиться переробляти великий обсяг інформації. При цьому він зазнає нервового перенапружен­ня. Для розв'язання проблем психологічного характеру конст-

Я. І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

руктори намагаються пристосувати машину до людини так, шоб забезпечити найсприятливіший режим роботи.

Всі зміни керованого об'єкта вловлюються за допомогою дат­чиків. Сигнали від датчиків перетворюються і подаються до при­ладів, за котрими спостерігає людина. Вона сприймає показання приладів, розшифровує їх, приймає рішення, виконує відповідні дії. Сигнал, що виникає внаслідок дій людини, перетворюється і надходить до керованого об'єкта, змінюючи його стан.

Основною формою діяльністю людини-оператора є викори­стання та опрацювання інформації.

На рис.7 подано одноконтурні схеми замкненоїсистеми "лю­дина—машина". При простій одноконтурній схемі людина сприй­має сигнали органами зору та слуху і зворотною реакцією впли­ває на машину.

При напівавтоматизованому виробництві сигнали від датчиків у машині передаються на інформаційну панель. Людина сприймає інформацію, переробляє і через пульт керування впливає на ма­шину.

При високомеханізованому виробництві сигнали від датчиків надходять на пристрій, котрий змінює вихідні параметри, що пе­редаються на регулятор виходу програми. Людина-оператор сприй­має сигнали і зворотною реакцією впливає на регулятор виходу програми, котрий через пристрій, що керує вхідними програмами, впливає на машину.

Час циклу регулювання Тц — це сума часу затримки сигналів у всіх ланках системи:

Основи безпеки життєдіяльності

У людини можна виокремити органи чуттів, за допомогою кот­рих вона сприймає інформацію яка через провідні шляхи надхо­дить в головний мозок, а після відповідної обробки діє на органи руху. У машини відповідно: засоби інформації, керування та інформаційно-логічний і обчислювальний пристрої. У загально­му випадку діяльність оператора складається із чотирьох етапів: прийняття інформації, оцінювання та переробка інформації, прий­няття рішення, реалізація (виконання) прийнятого рішення.

Діяльність оператора при прийманні інформації пов'язана з отриманням даних про стан об'єкта та середовище існування, для чого необхідно знайти, виокремити та розпізнати потрібні сигнали.

 

 

Я. І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

Підчас оцінювання інформації діяльність оператора спрямо­вана на аналіз та узагальнення сигналів, що надходять, порівнян­ня потрібного та дійсного стану СЛМС. Оператор виконує дії, пов'язані із запам'ятовуванням, добуванням з пам'яті та декоду­ванням інформації. При прийнятті рішення оператор порівнює модель процесу, який відбувається у СЛ МС, перебуває в пам'яті га сформована на основі знань та вмінь, одержаних під час на­вчання та накопичення досвіду роботи з оперативною моделлю, виробленою ним в процесі опрацювання інформації, що надхо­дить.

Прийняте рішення реалізується шляхом віддавання відповід­них команд чи виконання окремих дій за допомогою органів руху людини та органів керування машиною.

Аналізатори людини

Людиназдійснює прямий зв'язок з керованою нею машиною га середовищем існування задопомогою своїх аналізаторів. У си-

/. Основи безпеки життєдіяльності

стемах зв'язку домінуючим є зоровий, слуховий та тактильний аналізатори. Використовуються також температурний та руховий аналізатори, нюх та смак, больова та органічна чутливість.

Кожен аналізатор складається із рецептора, провідних не­рвових шляхів та мозкового центру. Рецептор перетворює енер­гію подразника на нервовий процес. Нервові імпульси про­відними шляхами надходять у кору головного мозку. Між ре­цепторами та мозковим центром існує двобічний зв'язок, який забезпечує саморегуляцію аналізатора. Особливістю людини є парність аналізаторів, що забезпечує їх високу надійність. Чут­ливість аналізаторів та рецепторів людини дуже висока. Адап­товане до темряви око реагує приблизно на 7 квантів світла — у погожу зоряну ніч око здатне бачити полум'я свічки за 48 км. Барабанна перетинка реагує на переміщення в 0,000 000 0001 см — вухо чує цокання ручного годинника у повній тиші на відстані до 6 м. Слухові клітини внутрішнього вуха вловлюють коли­вання, амплітуда яких не перевищує 1 % діаметра молекул вод­ню. Терморецептори збуджуються при підвищенні температу­ри середовища на 0,007°С та при зниженні — на 0,012°С. Сма­кові рецептори здатні сприймати присутність однієї чайної ложки цукру у 8 л води. Нюх людини має здатність сприймати присутність парфумів при одній краплі у кілька кімнатному приміщенні. Тактильні аналізатори сприймають рух повітря, спричинений падінням крила мухи на поверхню шкіри з висо­ти 1 см.

Аналізатори характеризуються абсолютною, диференціальною та оперативною межами чутливості до подразнення. Абсолютна межа має верхній та нижній рівні. Нижня абсолютна межа чутли­вості — це мінімальна величина подразника, яка викликає відчуття. Верхня абсолютна межа — максимально допустима величина под­разника, яка не викликає у людини болю. Диференціальна межа характеризується мінімальною різницею між сигналами, які приймає оператор. Оперативна межа чутливості визначає вели­чину межі різниці, при якій швидкість та точність досягають мак­симуму:

 

Оперативна межа чутливості у 10- 15 разів більша, ніж дифе­ренціальна.

Зміст меж пояснюється на рис. 8.

Я.І. Бедрій.'Безпека життєдіяльності

І. Основи безпеки життєдіяльності

Зоровий аналізатор — око людини — безпосередньо реагує на яскравість об'єкта, яка є відношенням сили світла до площі по­верхні, що світиться. Вимірюється в канделах на квадратний метр (кд/м²) чи в нітах на квадратний сантиметр (нт/см²).

Гігієнічною нормою є яскравість. При яскравості понад 30000 нт виникає ефект осліплення.

Діапазон чутливості ока — 10⁶ — 10⁶ нт.

Зоровий аналізатор має найбільшу величину адаптації. Світло­ва адаптація триває 8 — 10хв. При адаптації у темряві чутливість ока досягає оптимального рівня за ЗО — 50 хв. Чутливість, яка ви­кликана світловими си гналами, протягом певного часу залишається сталою попри зникнення сигналу. Інерція зору викликає стробос­копічний ефект. Критична частота блимання, коли сигнал сприй­мається як безперервний, перебуває в межах 12 — 25 Гц.

При сприйнятті об'єктів у двовимірному та тривимірному про­сторі розрізняють поле зору та глибинний зір. Бінокулярне поле зору по горизонталі — 120 — 160°, по вертикалі вгору —55 — 60°, вниз - 65 - 72°. При сприйнятті кольору поле зору звужується. Зона оптимальної видимості становить: вгору — 25°, вниз — 35°, вправо та вліво - по 32°. Глибинний зір пов'язаний із сприйняттям простору. Помилка оцінки віддаленості об'єктів (на відстані до 30

Я.І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

середня тривалість подганих зорових фіксацій для розв язання найпоширеніших задач є: читання літер — 0,31с, пошук умовних знаків — 0,3 с, фіксація стану індикаторів (горить—не горить) — 0,28 с, сприйняття умовних знаків — 0,04 с Середня тривалість пошукових рухів ока — 0,025 с Потрібно зазначити, що основні характеристики зорового аналізатора людини значно змінюють­ся у процесі навчання та тренування.

Слуховий аналізатор складається із зовнішнього, середнього та внутрішнього вуха, слухового нерва та системи зв'язку з голов­ним мозком. Діапазон звукових коливань, які ми чуємо, перебу­ває в межах від 16 — 20 Гц до 20 — 25 кГц. Абсолютною межею мінімальної чутливості є тиск 2x10⁵ Па на частоті 1 кГц (сила зву­ку 10⁹ ерг/см²). Слуховий аналізатор неоднаково сприймає звуки різних частот. Звуки низької частоти людина сприймає, як не дуже гучні, порівняно зі звуками більш високої частоти такої самої інтенсивності.

Тривалість звукового подразнення, яка потрібна для виник­нення відчуттів, також залежить від частоти та інтенсивності зву­ку. В межах середньої частини частот та інтенсивності звукових сигналів, які ми чуємо, величина диференціальної межі стано­вить близько 10% інтенсивності звуку. Для частот понад 1кГц почуття наявності сигналу виникають при його тривалості близько 0,001с.

Мовне повідомлення сприймається при темпі мови до 160 слів/хв. Оптимальний темп — 120 слів/хв при перевищенні інтен­сивності слів над шумами на 6 дБ.

Тактильний аналізатор сприймає відчуття, які виникають при дії різних механічних подразників на поверхню шкіри.

Межа відчуття болю становить 130 — 140 дБ та менше зале­жить від частоти.

Приклади меж чутливості:

- для кінців пальців руки - 3 г/мм²;

/, Основи безпеки життєдіяльності

- для поверхні кисті — 12 г/мм²;

- для п'яти —250 г/мм².

Тактильний аналізатор має високу здатність до локалізації у просторі. Часова межа тактильного відчуття становить менше за 0,1 с Особливістю тактильного аналізатора є швидке зменшення відчуття торкання чи тиску. Час адаптації перебуває у межах 2—20 с.

Больова чутливість. Вище стверджувалося, що в будь-якому аналізаторі виникають больові відчуття, якщо величина подраз-нювача перевищує верхній абсолютний поріг. На цій підставі за­перечувалося існування спеціальних рецепторів больової чутли­вості. Згодом було виявлено вільні нервові закінчення в епіте­ліальному шарі шкіри, котрі і є спеціалізованими больовими рецепторами. Між тактильними та больовими рецепторами існу­ють складні співвідношення. Вони проявляються в тому, що най­менша щільність больових рецепторів припадає на ті ділянки шкіри, котрі найбільш насичені тактильними рецепторами, і на­впаки. Суперечність зумовлена різними функціями рецепторів в житті організма. Больові відчуття викликають оборонні рефлек­си, зокрема, рефлекс віддалення від подразника. Тактильна чут­ливість пов'язана з орієнтувальними рефлексами, зокрема, зу­мовлює рефлекс зближення з подразником.

Біологічний сенс болю полягає в тому, що він як сигнал не­безпеки мобілізує організм на боротьбу за самозбереженя. Під впливом больового сигнала перебудовується робота всіх систем організму і підвищується його реактивність.

Поріг больової чутливості шкіри живота — 20 г/мм², кінців пальців — 300 г/мм². При відчутті болю спостерігається майже пряма залежність між відчуттям та інтенсивністю подразнення в діапазоні до порога чутливості.

Руховий аналізатор дає можливість людині керувати захис­ними пристроями, ручками, кнопками, педалями та ін.

Оптимальні зусилля: для ручок — 20 — 40 Н; для кнопок,тум-блерів, перемикачів - 1400— 1600 Н; для ножних педалей - 20 -50 Н; для важелів ручного керування — 120 — 160 Н. Діапазон швидкостей, що розвиваються завдяки рухам рук, становить 0,01 — 8000 см/сек, найчастіше використовуються швидкості 5 —300 см/сек. Вертикальні рухи рука здійснює швидше, ніж горизон­тальні. Рухи до себе здійснюються швидше, ніж від себе. Руховий аналізатор можна значно покращити шляхом тренувань.

Я. І. Бедрііі. Безпека.життєдіяльності

Нюх та смак можуть використовуватись людиною-операто-ром при знаходженні різних відхилень у технологічному процесі та при виникненні небезпеки. Абсолютна межа нюху у людини вимірюється частинками міліграма речовини на літр повітря. Ди­ференціальна межа становить в середньому 38%. У фізіології та психології поширена чотирикомпонентна теорія смаку, згідно з якою існує чотири види смакових відчуттів: солодкого, гіркого, кислого та солоного. Всі інші смакові відчуття є їх комбінацією. Абсолютні межі смакового аналізатора, виражені у величинах кон­центрацій розчину, майже у 10000 разів вищі від нюхового.

Смакові та нюхові відчуття відбивають не лише властивості речовин, а й стан самого організму. Розрізнювальна чутливість смакового аналізатора досить груба і становить в середньому 20%.

Температурна чутливість забезпечується двома типами рецеп­торів. Одні реагують тільки на холод, інші—лише на тепло. Абсо­лютна межа температурної чутливості для теплових рецепторів — 0,2°С, для холодних — 0,4°С. Диференціальна межа — близько 1 °С.

На роботу аналізаторів та на сприйняття сигналів у людини значно впливають психологічні характеристики особи: увага, па­м'ять та ін.(див. нижче).

Вібраційна чутливість. Інтенсивна вібрація при тривалому впливі зумовлює суттєві зміни діяльності всіх систем організму людини і може спричинювати захворювання. Вібрація малої інтенсивності може бути корисною, знижує втомлюваність, підвищує обмін речовин, збільшує м'язову силу. Спеціальні ана­лізатори, котрі сприймають вібрацію, поки що не виявлені. Діа­пазон відчуття вібрацій — від 1 до 10000 Гц. Найбільш висока чутливість виявлена до рівня частот 200 - 250 Гц. Порогові зна­чення вібраційної чутливості різні для різних ділянок тіла. Най­більшу чутливість мають дистальні ділянки тіла людини, тобто ті, що найбільш віддалені від його медіальної площини (наприк­лад, кисті рук).

Органічна чутливість. Мозок людини отримує інформацію не лише від навколишнього середовища, а й від самого організму. У внутрішніх органах під дією зовнішніх умов виникають відчут­тя, котрі породжують сигнали, які є необхідною умовою регу­ляції діяльності внутрішніх органів.

Аналізатори людини функціонують в умовах складної взаємодії. На кожен аналізатор людини впливають одночасно декілька под-

Основи безпеки життєдіяіьності

разників, які відтак впливають на всю систему аналізаторів. Тому необхідно враховувати не лише можливості аналізатора, а й ті умо­ви, в котрих перебуває людина. Відомо, що сильний шум змінює чутливість зору. Чутливість зорового апарата знижується під дією деяких запахів, температури, вібрації. Визначаючи оптимальні умови функціонування, слід враховувати всю систему подраз­ників, що діють на аналізатори людини, комплексно враховувати чинники навколишнього середовища.