Человек как элемент системы «человек-среда»
Под системой понимается такая совокупность элементов, взаимодействие между которыми адекватно целям, стоящим перед системой. Бинарная система «человек-среда» многоцелевая. Одна из целей, стоящих перед данной системой – безопасность, т. е. ненанесение ущерба здоровью человека. Естественно, что каждая система имеет и некоторую чисто технологическую цель, связанную с достижением определенного, наперед заданного результата. Перед создателями систем стоит сложная задача согласования целей и устранения возможных противоречий между ними.
В рамках данного изложения рассматриваются условия обеспечения только одной цели – безопасности. Достижение безопасности системы «человек-среда» возможно только в том случае, если будут системно учтены особенности каждого элемента, входящего в эту систему.
Для того чтобы исключить отрицательные последствия взаимодействия внешней среды и организма, необходимо обеспечить определенные условия функционирования системы «человек–среда». Характеристики человека относительно постоянны. Элементы внешней среды поддаются регулированию в более широких пределах. Следовательно, решая вопросы безопасности системы «человек-среда», необходимо учитывать прежде всего особенности человека.
Человек в системахбезопасности выполняет троякую роль:
- является объектом защиты;
- выступает средством обеспечения безопасности;
- сам может быть источником опасностей.
Таким образом, звенья системы «человек-среда» органически взаимосвязаны.
В обеспечении безопасности тех или иных систем участвуют многие группы специалистов: научные работники, конструкторы, проектировщики, эксплуатационные работники и др. Формируя безопасность, эти группы в то же время могут порождать опасности своими возможными ошибками, допускаемыми при принятии решений. Чтобы система «человек–среда» функционировала эффективно и не приносила ущерба здоровью человека, необходимо обеспечить совместимость характеристик среды и человека.
СОВМЕСТИМОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ «ЧЕЛОВЕК-СРЕДА»
Антропометрическая совместимость предполагает учет размеров тела человека, возможности обзора внешнего пространства, положения (позы) оператора в процессе работы. При решении этой задачи определяют объем рабочего места, зоны досягаемости для конечностей оператора, расстояние от оператора до приборного пульта и др. Сложность обеспечения этой совместимости заключается в том, что антропометрические показатели у людей разные. Сиденье, удовлетворяющее человека среднего роста, может оказаться крайне неудобным для человека низкого или очень высокого. На рис. 9 приведены минимальные зоны (в см) для выполнения рабочих операций.
Для более правильного использования антропометрических данных человека при проектировании машин применяют метод соматографии или метод моделирования. Соматография – это рабочий метод, заключающийся в конструировании схематических изображений человеческого тела в разных положениях во взаимосвязи с теми операциями, которые он должен выполнять. Моделирование – это метод, в основе которого лежит использование объемных или плоских моделей человеческой фигуры.
Таблица 4
Оптимальные ощущения в зависимости от микроклиматических параметров
| Температура, °С | Относительная влажность воздуха, % | Состояние |
| 40 | Наиболее приятное состояние | |
| Отсутствие неприятных ощущений | ||
| Хорошее спокойное состояние | ||
| Усталость, подавленное состояние | ||
| Отсутствие неприятных ощущений | ||
| Неприятные ощущения | ||
| Потребность в покое | ||
| Невозможность выполнения тяжелой работы | ||
| Неприятное ощущение отсутствует | ||
| Нормальная работоспособность | ||
| Невозможность выполнения тяжелой работы | ||
| Повышение температуры тела | ||
| Опасность для здоровья |
Обстоятельно вопросы антропометрии рассматриваются в эргономике, изучающей законы оптимизации рабочих условий.
Биофизическая совместимость подразумевает создание такой окружающей среды, которая обеспечивает приемлемую работоспособность и нормальное физиологическое состояние человека. Эта задача стыкуется с требованиями безопасности.
Особое значение имеет терморегулирование организма человека, которое зависит от параметров микроклимата. В таблице 4 приведены данные, которые необходимо учитывать при проектировании условий деятельности.
Биофизическая совместимость учитывает требования организма к виброакустическим характеристикам среды, освещенности и другим физическим параметрам.
Энергетическая совместимость предусматривает согласование органов управления машиной с оптимальными возможностями человека в отношении прилагаемых усилий, затрачиваемой мощности, скорости и точности движений.
Силовые и энергетические параметры человека имеют определенные границы. Для приведения в действие сенсомоторных устройств (рычагов, кнопок, переключателей и т. п.) могут потребоваться очень большие или чрезвычайно малые усилия. И то и другое плохо. В первом случае человек будет уставать, что может привести к нежелательным последствиям в управляемой системе. Во втором случае возможно снижение точности работы системы, так как человек не почувствует сопротивления рычагов.
Возможности двигательного аппарата представляют определенный интерес при конструировании защитных устройств и органов управления. Сила сокращения мышц человека колеблется в широких пределах. Например, номинальная сила кисти в 450-650 Н при соответствующей тренировке может быть доведена до 900 Н. Сила сжатия в среднем равная 500 Н для правой и 450 Н для левой руки, может увеличиваться в два раза и более. В таблице 5 приведены значения оптимальных усилий на органы управления.
Информационная совместимость имеет особое значение в обеспечении безопасности.
В сложных системах человек обычно непосредственно не управляет физическими процессами. Зачастую он удален от места их выполнения на значительные расстояния. Объекты управления могут быть невидимы, неосязаемы, неслышимы. Человек видит показания приборов, экранов, мнемосхем, слышит сигналы, свидетельствующие о ходе процесса. Все эти устройства называют средствами отображения информации (СОИ). При необходимости работающий пользуется рычагами, ручками, кнопками, выключателями и другими органами управления, в совокупности образующими сенсомоторное поле. СОИ и сенсомоторные устройства – так называемая модель машины (комплекса). Через нее человек и осуществляет управление самыми сложными системами.
Таблица 5
Физическая нагрузка оператора
| Виды нагрузки и органы управления | Нагрузка | ||
| Оптимальная (легкая) | допустимая (средней тяжести) | неблагоприятная (тяжелая) | |
| Мощность внешней механической работы, Вт | |||
| Мужчины | до 20 | до 45 | |
| Женщины | до 12 | до 27 | |
| Максимальный вес, поднимаемый вручную, Н | |||
| Мужчины | до 50 | до 150 | |
| Женщины | до 30 | до 90 | |
| Среднее значение прилагаемых усилий при частом их применении, Н | |||
| Мужчины | до 20 | до 60 | |
| Перемещение (переходы) за смену, км | |||
| до 4 | до 10 |
Чтобы обеспечить информационную совместимость, необходимо знать характеристики сенсорных систем организма человека.
Социальная совместимость предопределена тем, что человек – существо биосоциальное. Решая вопросы социальной совместимости, учитывают отношения человека к конкретной социальной группе и социальной группы к конкретному человеку.
Социальная совместимость органически связана с психологическими особенностями человека. Поэтому часто говорят о социально-психологической совместимости, которая особенно ярко проявляется в экстремальных ситуациях в изолированных группах. Но знание этих социально-психологических особенностей позволяет лучше понять аналогичные феномены, которые могут возникнуть в обычных ситуациях в производственных коллективах, в сфере обслуживания и т. д. Академик И. П. Павлов сказал: «Конечно, самые сильные раздражения – это идущие от людей. Вся жизнь наша состоит из труднейших отношений с другими, и это особенно болезненно чувствуется».
Технико-эстетическая совместимость заключается в обеспечении удовлетворенности человека от общения с техникой, цветового климата, от процесса труда. Всем знакомо положительное ощущение при пользовании изящно выполненным прибором или устройством. Для решения многочисленных и чрезвычайно важных технико-эстетических задач эргономика привлекает художников-конструкторов, дизайнеров.
Психологическая совместимость связана с учетом психических особенностей человека. В настоящее время уже сформировалась особая область знаний, именуемая психологией деятельности. Это один из разделов безопасности жизнедеятельности.
Проблемы аварийности и травматизма на современных производствах невозможно решать только инженерными методами. Опыт свидетельствует, что в основе аварийности и травматизма лежат не только инженерно-конструкторские дефекты, но и организационно-психологические причины: низкий уровень профессиональной подготовки по вопросам безопасности, недостаточное воспитание, слабая установка специалиста на соблюдение безопасности, допуск к опасным видам работ лиц с повышенным риском травматизации, пребывание людей в состоянии утомления или других психических состояниях, снижающих надежность (безопасность) деятельности специалиста.
Психологией безопасности рассматриваются психические процессы, психические свойства и особенно подробно анализируются различные формы психических состояний, наблюдаемых в процессе трудовой деятельности. Особенностями психики обусловлены такие явления, встречающиеся у некоторых людей, как боязнь замкнутых (клаустрофобия) или открытых (агорафобия) пространств.