Техногенні небезпеки

Взаємовідносини людини і навколишнього середовища споконвіку були непростими. Але особливого загострення вони набули наприкінці XX ст., коли господарсько-перетворююча діяльність людства за масштабністю та інтенсивністю зрівнялася з природними геологічними процесами і поставила земну цивілізацію на межу екологічної, техногенної катастрофи.

О.О. Базуляк свідчить, що криза системи "людина-природа" є не якимось стихійним, а закономірним явищем, що зумовлене, насамперед, еволюцією психіки, нейронних структур головного мозку, які на онтогенетичному²¹ рівні зумовили становлення нового матеріального середовища - соціуму; в процесі еволюції в людському організмі виявилися закладені два начала: біологічне і психічне. Біологічне начало зв'язує людину з натуральним світом природи і багато в чому залежить від нього. Доти, доки біологічне начало домінувало над психічним, в системі "людина-природа" зберігалася відносна рівновага. Еволюція психічного начала кардинально змінила змістовну сутність людського буття. Людське суспільство вийшло на якісно новий рівень досконалості, втіливши в собі новий стан матерії - розумну речовину. Продуктом еволюції розумної речовини стала високорозвинена психіка, а також формування фундаментального рівня - рівня свідомості. Саме він став основою високорозвиненої психічної діяльності. На онтогенетичному рівні етапи розвитку психіки відповідали етапам організації соціальних умов буття, соціуму. І саме з моменту переважання психічного начала над біологічним на онтогенетичному рівні була зруйнована рівновага в системі "людина-природа". Людське суспільство почало домінувати над світом природи, порушуючи локальні межі співіснуючої системи.

З організацією соціуму людина вийшла на новий рівень досконалості, перемістилася в нову площину існування. Вона почала домінувати над світом природи, використовувати в повній мірі її енергетичні джерела, її сировинну базу. Активна духовно-практична та матеріально-практична діяльність тисячоліттями поступово змінила образ планети, трансформувавши біосферу в сферу активності розуму -ноосферу. Особливого "прискорення" ця зміна набула під час індустріалізації. Індустріалізація - це процес створення масштабного машинного виробництва, який кардинально змінив структуру організації людського суспільства, призвів до побудови нових соціальних відносин, які забезпечили перехід суспільства від одного рівня досконалості до іншого: від аграрного до індустріального.

Орієнтація на матеріально-технічний розвиток призвела до формування цивілізації нового типу - техногенної. Техніка міцно ввійшла в образ і стиль життя людей, стала звичайною повсякденністю. 1 ця подія не була би такою помітною,

²¹ Онтогенез - індивідуальний розвиток тваринного або рослинного організму від часу його зародження до кінця життя.

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності 107

якби не факт деструктивного впливу техніки на світ природи, як про це наголошує О.О. Базалук, але й на людину, її життя та здоров'я. Екосистема Землі, її складові частини: атмосфера, гідросфера, літосфера і особливо біосфера - відчули на собі силу деструктивного впливу нової антропогенної хвилі. Антропогенез, що набирав темпів не змінював, а руйнував все на своєму шляху. Для покоління XX ст. стало нормою отруєне токсичними речовинами повітря, негативні наслідки урбанізації, забруднення та деградація довкілля. Наприкінці другого тисячоліття, взаємовідносини між людиною й природою набули такого розпалу, що дійшли майже до рівня антагонізму. Людина, яка сама вийшла зі світу природи, організувала свою діяльність так, що протиставила сферу свого існування - ноосферу планети, сфері існування світу природи - біосфері планети. І це протиставлення між світом людини і світом природи в умовах постіндустріального суспільства набуває дедалі негатив-ніших наслідків як для суспільства, так і для природи. За весь час розвитку соціуму, попри інші драматичні події, не було ще проблеми, певна річ, настільки масштабної, багатоаспектної та складної для розв'язання. Як підкреслюють вітчизняні та зарубіжні дослідники, йдеться про майбутнє людського роду.

Для вирішення низки глобальних проблем, висунутих кризою системи "людина-природа" 0.0. Базуляк пропонує:

Забезпечити гармонійний розвиток психічного начала людини. Для цього потрібно максимально використовувати можливості процесу навчання і виховання.

Спрямувати процеси навчання і виховання на розвиток особистості тобто сприяння гармонії між розумом, душею і тілом. Причому, 0.0. Базуляк наголошує, що саме чинник гармонійно розвинутої особистості суттєво впливає на взаємовідношення в системі "людина-природа".

Законодавчий і громадський контроль за всіма, без винятку, промисловими підприємствами.

Інноваційні, перспективні дослідження в галузі енергозберігаючих технологій та альтернативних (екологічно безпечних) джерел енергії.

Переорієнтація загальнолюдських цінностей, заміна матеріальних цінностей, цінностей техногенної цивілізації ідеалами, що сповідує концепцію постіндустріа-лізму.

Постіндустріальне суспільство - змістовна трансформація індустріалізму. Головними векторами цієї трансформації є:

переорієнтація економіки від виробництва до сервісу;

- акцент на інтелектуальних технологіях;

- різке зростання професійної диференціації;

- знання як базовий феномен.

Отже особливої актуальності набувають питання культури безпеки людської життєдіяльності в умовах техногенної кризи постіндустріального суспільства, в якому людина часто виступає в ролі оператора.

3.4.1. Життєдіяльність людини в системі "Людина-машіїна-середовище"

Оператор - це людина, яка керує елементами автоматики обчислювальної техніки та іншими технічними системами завдяки інформаційним моделям та засобам керування. Перед оператором постає завдання керувати щораз більшою кількістю об'єктів та параметрів унаслідок чого зростає напруга праці.

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

Зростають вимоги до точності, швидкості та надійності дій людини, до швидкості психологічних процесів. Трудова діяльність супроводжується значними витратами нервово-емоційної та розумової енергії. Загальновизнано, що робота оператора висуває високі вимоги до когнітивних ресурсів людини. Сьогодні внаслідок комп'ютеризації та роботизації промислової діяльності значно ускладнилась проблема узгодження умов праці з психологічними та фізіологічними можливостями людини. Під час керування процесом оператору доводиться переробляти великий обсяг інформації, зазнаючи при цьому значного нервового перенапруження. Для розв'язання проблеми психологічного характеру конструктори намагаються пристосувати машину до людини так, щоб забезпечити найсприятливіший режим роботи.

3.4.2. Особливості діяльності людини-оператора

У загальному вигляді діяльність оператора в автоматизованій системі управління (АСУ), на думку І.О. Іваськевича, визначають так: людина повинна сприймати й оцінювати одержувану інформацію, приймати своєчасні та правильні рішення, виконувати необхідну керівну (командно-виконавську) діяльність (дію), оперуючи при цьому відповідними органами управління.

Оператор позбавлений можливості безпосередньо спостерігати за об'єктами, якими управляє, і змушений користуватися інформацією, що надходить до нього каналами зв'язку, тобто людина має справу не з реальними об'єктами управління, а з їхнім відображенням або інформаційними моделями.

Інформаційна модель - сукупність інформації про стан та функціонування об'єкта управління і зовнішнього середовища, тобто вона є тим джерелом інформації, на основі якого оператор формує образ реальної ситуації, аналізує та оцінює її і приймає рішення, які забезпечують правильну роботу системи. Фізично інформаційна модель реалізують за допомогою пристроїв відображення інформації. Найсуттєвішою особливістю роботи людини з інформаційною моделлю є потреба зіставлення відомостей, одержаних з допомогою приладів, екранів, табло, як між собою, так і з реальними об'єктами, якими управляють. Якщо інформаційна модель неадекватно відображає реалії або не дозволяє операторові швидко і точно сприймати необхідні дані, то вона непридатна. Інформаційні моделі сучасних АСУ в більшості випадків адекватно відображають об'єкти управління, але робота оператора з ними часто не відповідає вимогам точності й оперативності.

Діяльність оператора, на думку І.О. Іваськевича, можна поділити на чотири головні етапи:

1. Сприйняття інформації - охоплює такі операції:

- виявлення²² об'єкта сприйняття;

- з'ясування в об'єкті окремих ознак, що відповідають завданню, поставленому перед оператором;

- ознайомлення з виділеними ознаками;

- пізнавання об єкта сприйняття.

Виявлення - початкова фаза розвитку будь-якого акта сприйняття; одночасно з цією операцією відбувається виділення в об'єкті окремих ознак, таких як колір, яскравість, величина, форма та ін.

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

З множини виявлених ознак виділяють найінформативніші і тісно пов'язані з завданням оператора. У процесі ознайомлення з виділеними ознаками оператор установлює зв'язки між окремими властивостями, об'єкта сприйняття, пов'язує їх в єдину схему, формує власні системи еталонів, на підставі яких він може пізнати об'єкт або ситуацію.

2. Оцінювання інформації, її аналіз і узагальнення на основі раніше заданих або
сформованих критеріїв оцінки. Оцінювання виконують на основі порівняння
сприйнятої інформаційної моделі зі складеною в оператора внутрішньою образно-
концептуальною" моделлю ситуації (системи управління).

Концептуальна модель - це результат осмислення оператором ситуації, що склалася, з урахуванням поставлених перед ним завдань. На відміну від інформаційної моделі вона належить до внутрішніх психологічних засобів діяльності оператора.

До змісту образно-концептуальної моделі належать образи та моделі реальної і прогнозної ситуації, знання сукупності можливих дій, пов'язаних з управлінням, а також уявлення про цілі та критерії функціонування системи, знання (відчуття) наслідків рішень, які приймають. Співвідношення елементів інформаційної моделі образами й уявленнями, що входять до складу концептуальної моделі, є важливою ланкою переробки інформації людиною. Головна складність, яка виникає на цьому етапі, пов'язана з проблемою ефективного кодування інформації. Для кожного типу завдань існують свої способи ефективного кодування. Експериментальні дослідження і досвід експлуатації АСУ дали змогу виявити низку категорій кодування, що відповідають певним завданням. Наприклад, завданню виявлення, або визначення, місця найкраще відповідає кольорове кодування, завданню пізнання - кодування умовними знаками, завданню визначення кількісних характеристик - цифрове кодування.

Оператор повинен мати можливість, здійснюючи мінімальну кількість запитів, одержувати інформацію про критичні (які вимагають негайного втручання) стани керованого об'єкта чи процесу.

І.О. Іваськевич наголошує, що треба розрізняти постійну (або повільно змінну) образно-концептуальну модель, що зберігається у довгочасній пам'яті оператора, й оперативну (надзвичайно рухливу), яка зберігається у короткочасній або оперативній пам'яті. Якщо ситуація знайома, зовнішня інформаційна модель викликає у пам'яті оперативну концептуальну модель, і оператор негайно починає діяти.

При незнайомій ситуації оперативна модель формується з даних інформаційної моделі та з постійної концептуальної моделі.

3. Прийняття рішення на основі проведеного аналізу інформаційної й образно-
концептуальної моделі ситуації. У деяких випадках завдання оператора визначають
раніше заданим, відомим оператору алгоритмом рішення. При цьому акт рішення
зводиться до вибору найкращого, оптимального варіанта.

Процес прийняття рішення оператором ускладнюється, якщо ситуація не передбачена заданим алгоритмом рішення. У цьому випадку взаємодія оператора з інформаційною моделлю має вже дві цілі - постановку самого завдання і пошук

Концептуальний - заснований на якійсь системі доказів певного положення, системі поглядів на те чи інше явище.

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

способу його вирішення. Постановка завдання пов'язана зі спеціальним перетворенням інформаційної моделі. Тому потрібно створювати такі моделі, що максимально полегшували б сприйняття ситуації як проблемної. Оператор має також використовувати інформаційну модель для перевірки різних варіантів вирішення завдання. У процесі прийняття рішення оператор маніпулює перетвореною вхідною інформацією. Але від оператора вимагають формування образу, адекватного не тільки до реальної ситуації та конкретного завдання, що стоїть перед ним, але також і до тих способів вирішення таких завдань, які є у його пам'яті. Тому важливо вміти практично використати принцип узгодження інформаційної і концептуальної моделей при максимально можливому полегшенні умов діяльності операторів.

4. Виконання прийнятого рішення за допомогою певної системи дій або видання відповідних розпоряджень.

Перші два етапи діяльності оператора умовно називають інформаційним пошуком, який охоплює також і пошук проблемної ситуації, а останні два - об'єднують поняттям обслуговування. У реальній роботі оператора необов'язково наявні всі перераховані етапи. Може бути і різна їх послідовність. Деколи етапи настільки переплетені, що з них важко який-небудь виділити.

Отже основною формою діяльності людини-оператора є використання та опрацювання інформації. У загальному випадку діяльність людини-оператора складається з чотирьох етапів: прийняття інформації, оцінка і переробка, прийняття рішення, реалізація прийнятого рішення. У багатьох формах інтерактивної роботи з машиною оператор повинен володіти високим рівнем оперативної пам'яті та уваги.

Схеми взаємозв'язку людини з машиною зображені на рис. 36. У випадку простої одноконтурної схеми людина сприймає сигнали органами зору та слуху і зворотною реакцією впливає на машину.

У разі наполовину автоматизованого виробництва сигнали від давачів у машині передаються на інформаційну панель. Людина сприймає інформацію, переробляє і через пульт керування впливає на машину. При високо автоматизованому виробництві сигнали від давачів надходять на пристрій, котрий змінює вихідні параметри і передаються на регулятор виходу програми. Людина-оператор сприймає сигнали і зворотною реакцією впливає на регулятор виходу програми, котрий через пристрій, що керує вихідними програмами, впливає на машину.

Всі зміни керованого об'єкта вловлюються за допомогою давачів, сигнали від яких перетворюються і подаються до приладів, за якими спостерігає людина. Людина сприймає покази приладів, розшифровує їх, приймає рішення, виконує відповідні дії. Сигнал, що виникає внаслідок дій людини, перетворюється і надходить до керованого об'єкта, змінюючи його стан.

У людини можна виокремити органи чуттів, за допомогою яких вона сприймає інформацію і через провідні шляхи доносить у мозок, а мозок після відповідної обробки діє на органи руху. У машини, відповідно, засоби інформації, керування та інформаційно-логічний і обчислювальний пристрій. Діяльність оператора під час приймання інформації пов'язана з отриманням даних про стан об'єкта та середовище існування, після чого необхідно знайти, виокремити та розпізнати потрібні сигнали. Під час оцінки інформації діяльність оператора спрямована на аналіз та узагальнення сигналів, що надходять, порівняння необхідного та дійсного стану системи "Людина-машина". One-

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності 111

ратор виконує дії, пов'язані із запам'ятовуванням, видобуванням із пам'яті та розшифруванням інформації. Під прийняття рішення оператор порівнює модель процесу, яішй відбувається, з базою даних, що містяться в пам'яті системи "людина-машина", яка сформована на основі знань та вмінь, одержаних під час навчання та накопичення досвіду роботи з оперативною моделлю, виробленою ним у процесі опрацювання інформації, яка надходить.

Рис. 36. Схеми системи "людина - машина": а) проста одноконтурна; б) при напівавтоматизованому виробництві; в) при автоматизованому виробництві

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

Один із параметрів, що характеризує взаємодію оператора з машиною визначається часом, який необхідний людині для прийняття, обробки та передачі інфор-

112___________________________ 3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

мації. Час, витрачений оператором на інформаційний пошук потрібного об'єкта, можна визначити як

П

tin =Х^Ф' ^+t™)' (32)

і=1

де n - число фіксацій зору в процесі пошуку; Ці - час фіксацій; t„i - час і-го переміщення зору.

Час затримки сигналу оператором визначають за формулою:

K k k

T₀=^At_in_i+^AT_in_i+^t_min_i+t_c, (33)

і=і і=і ,=i

де k - кількість приладів; At; - час оцінки показів приладів; Atj - час переведення погляду з одного приладу на інший; t_c - тривалість мимовільного відволікання оператора; t_mi - час виконання моторних дій з управління регулятором машини; т, -кількість регуляторів; Пі - кількість спостережень або перемикань.

При наявності черги сигналів оператор не зразу починає обробку сигналу. В цьому випадку на очікування обслуговування сигналів витрачається час t₀₄, а швидкодія оператора характеризується величиною перебування інформації на обслуговуванні

іпер "- ton ' к>ч w^v

де ton - час, потрібний для обробки сигналу.

Необхідну швидкодію визначають тривалістю циклу управління.

п і=1

де tj - час затримки сигналу і-тим механізмом машини.

Час, витрачений оператором на інформаційний пошук t_m, може бути визначений також шляхом побудови математичної моделі процесу

"■-£й- ^<36)

де N - загальний обсяг (кількість елементів) інформаційного поля; М - кількість елементів, що мають задану для пошуку ознаку; а - обсяг інформаційного поля, що може сприйматись зором.

Величина а - це кількість предметів, що одночасно потрапляє в зону спостереження. Для кутової зони, обмеженої кутом 10° в горизонтальній та вертикальній площинах кількість елементів не повинна перевищувати 8.

3.4.2.1. Чинники, що впливають на надійність оператора

Виділяють кілька чинників, які впливають на швидкість, точність та надійність роботи оператора і на тривалість кожного етапу.

Час першого етапу залежить від таких чинників, що визначають швидкість сприйняття. До них належать:

а) тип індикації;

б) види індикаторів (засобів відображення);

в) кількість індикаторів;

г) організація поля сприйняття;

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності 113

д) чинники зорової та звукової інформації (розмір і колір букв та цифр, яскравість, рівень шуму, гучність, темп подання). Час другого етапу, тобто швидкість оцінки і переробки інформації, залежить від

таких чинників:

а) способів кодування;

б) складності інформаційної моделі;

в) обсягу відображення;

г) динаміки зміни інформації.

Час прийняття рішення (час третього етапу) визначають такі чинники:

а) тип завдання;

б) кількість і складність умов;

в) складність алгоритму рішення;

г) кількість можливих варіантів рішення;

д) контроль за виконанням рішення.

На четвертому етапі (етапі виконання прийнятого рішення) час виконання рішень визначають:

а) кількістю органів управління;

б) їхніми типами;

в) способом їхнього розміщення;

г) зручністю роботи з кожним окремим органом управління (розмір, форма,
сила опору й ін.);

д) сумісністю рухових операцій, які виконують одночасно та послідовно.

При видачі команд у мовній формі важливі чіткість, лаконічність, фонетичні характеристики. Від цього залежить не тільки час, але й ефективність передачі інформації.

Існує також група загальних чинників, що впливають на ефективність діяльності оператора на всіх етапах його діяльності. До них належать:

а) психофізіологічний стан здоров'я оператора;

б) ергономічність робочого місця;

в) характеристика навколишнього середовища (фізичний та психологічний
мікроклімат);

г) особливості комунікації операторів між собою.

3.4.2.2. Індивідуально-психологічні особливості та функціональна надійність оператора

У формуванні механізмів стійкості та надійності оператора зростає роль психічних чинників, які регулюють співвідношення соціальних і біологічних процесів, що мають інколи протилежну спрямованість.

Стійкість операторської діяльності розглядають у єдності її трьох аспектів: предметно-діяльного, фізичного і психологічного.

Предметно-діяльний аспект відображає всі параметри діяльності, що характеризують зміни предмету праці, його ефективність і якість.

Фізіологічний і психологічний аспект визначає процесуальні основи підтримки, забезпечення стійкості діяльності.

Психологічний аспект стійкості відображає функціональні характеристики професійно значимих психічних процесів, якостей і властивостей особистості, а також

114___________________________ 3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

міру адекватності психологічної системи діяльності щодо вимог конкретних робочих ситуацій.

Фізіологічний аспект пов'язаний з питаннями адаптивної і гомеостатичної регуляції організму під час впливу екстремальних чинників зовнішнього середовища.

В.А. Бодров встановив, що наявність визначених особистісних характеристик сприяє високому рівневі професійної діяльності. До таких рис особистості відносять емоційну стійкість, активність у мобілізації внутрішньої енергії, уміння контролювати емоції, здатність передбачити можливі зміни ситуації, високе спрямування до досягнення цілі. Згідно з дослідженнями В.А. Бодрова, такі якості мають проявлятися на фоні незначного емоційного напруження і підвищеного самоконтролю, свідомості.

Значення конкретних психологічних особливостей людини-оператора у регуляції процесів діяльності, тією чи іншою мірою її надійності визначається передусім характером визначеної операторської діяльності, її вимогам до особистості оператора, до його функціональних можливостей (ресурсів) і до критеріїв надійності, а також сукупністю індивідуальних рис, якостей суб'єкта діяльності, їх індивідуальною своєрідністю і неповторністю у рівні розвитку, ступеня активізованості, взаємної компенсації:

- темперамент, когнітивні стилі, емоційна стійкість та інше створюють можливість для прояву високої чи низької надійності.

- активізаційні, стимулюючі якості (організація уваги, відповідальність та ін.), формують визначений стиль і організацію діяльності.

Сприймання інформації, прийняття рішень, психомоторика безпосередньо регулюють, визначають характер конкретних дій, їх нормативні чи помилкові прояви.

Творча пізнавальна діяльність поряд з жорстко детермінованими завданнями займає значне місце у багатьох видах операторської діяльності. Своєчасна і правильна операція в аварійній і критичній ситуації, а також самооцінка особистої ролі в ній досягається оператором тільки шляхом складної інтелектуальної діяльності, вміннями швидко адаптуватися до нових ситуацій.

3.4.3. Ергономіка

Ергономіку розуміють як галузь знань, яка комплексно вивчає матеріально-практичну діяльність людини в системах "людина-машина-середовище". Ергономіка виникла на межі технічних наук, психології, фізіології та гігієни праці.

Ергономіка - це наука, завданням якої є вивчення людини чи групи людей та їхньої діяльності в умовах сучасного виробництва, життєдіяльності в системі "людина-машина-середовище" з метою оптимізації знарядь, умов праці, забезпечення необхідного комфорту, що сприяють підтриманню високого рівня психофізіологічного стану здоров'я працівника, оператора. Отже, об'єктом дослідження ергономіки є система "людина - машина". Ергономіка відшукує шляхи до забезпечення не тільки комфортних умов взаємодії людина-техніка але й поліпшення умов виробництва, оптимізацію техногенного середовища тощо. Наприклад, через те, що на кухні розміщено меблі, обладнання не оптимальне, не комфортне, приготування їжі займає більше часу та потребує більших енерговитрат. Ідеальне розміщення - це трикутник, в якому розміщені плита, раковина і холодильник. Німецькі спеціалісти рекомендують холодильник розміщати у лівому куті кухні так, щоб двері відкривались

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

справа наліво а плиту - ближче до правого кута між розділюючим столом і столом для приготування.

Ознаками ергономічної якості системи "людина-машина-середовище" є її висока ефективність, повна безпека взаємодії людини-оператора з технічними пристроями, задоволеність людини змістом, характером та результатами своєї праці.

Ергономічне оцінювання системи "людина-машина-середовище" виконують диференційним методом, при якому використовують окремі ергономічні показники, або комплексним методом, при якому визначають комплексний ергономічний показник, який характеризує групу ергономічних властивостей обладнання і середовища відповідно до властивостей людини у процесі матеріально-практичної діяльності. Цей показник утворюють групові ергономічні показники трудового процесу: гігієнічний, антропометричний, фізіологічний, психофізіологічний та психологічний. Перелічена група показників формує ергономіку.

Гігієнічний груповий показник характеризує гігієнічні умови життєдіяльності і працездатності людини під час взаємодії з системою "людина-машина-середовище". Він передбачає створення на робочому місці нормальних метеорологічних умов мікроклімату й обмеження впливу шкідливих чинників зовнішнього середовища.

Груповий показник складається з конкретних показників освітленості, вентилювання, температури, вологості, тиску, запиленості повітря, радіації, шуму, вібрації, гравітаційного перевантаження і прискорень, сили електромагнітних випромінювань. Перевищення допустимих меж цих показників може загрожувати життю та здоров'ю людини, як фізичному, так і психічному.

При підвищенні температури середовища з 18°С (нормальна для роботи) до 25°С відчувається фізична втома і з'являються ознаки погіршення психічного стану (дратівливість, напруженість); при 30°С погіршується розумова діяльність, сповільнюються реакції, виникають помилки; температуру близько 50°С оператор може переносити протягом однієї години.

В ергономіці впорядковані
основні терміни, що характе
ризують зовнішнє середовище
робочого місця людини-опера
тора. Чинники зовнішнього се
редовища на робочому місці
розуміють як фізичні, хімічні,
біологічні, інформаційні, соці
ально-психологічні й естетичні
властивості системи "людина-
машина-середовище", які впли
вають на людину-оператора.
Наприклад, при правильній позі
(рис. 37) оператора наван
таження на передню і задню
частину поясних міжхребетних
дисків приблизно однакове. Рис. 37. Правильна (1) і неправильна (2) пози опе-

Ергономісти виділяють ратора комфортні та дискомфортні,

116 3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

екстремальні та надекстремальні зовнішні робочі середовища на робочому місці оператора.

Комфортне середовище забезпечує оптимальну динаміку працездатності оператора, добре самопочуття і збереження його здоров'я.

Відносно дискомфортне середовище, впливаючи протягом певного інтервалу часу, забезпечує задану працездатність і збереження здоров'я, але викликає у лю-дини-оператора неприємні суб'єктивні відчуття та функціональні зміни, що не виходять за межі норми.

Екстремальне робоче середовище зумовлює зниження працездатності людини і спричинює функціональні зміни, що виходять за межі норми, але які не призводять до патологічних порушень.

Надекстремальне середовище призводить до виникнення в організмі людини патологічних змін та до неможливості виконання роботи.

Другий груповий показник (антропометричний) регламентує відповідність машини до розмірів і форми тіла працюючої людини, рухливості частин тіла й інших параметрів. Його показники забезпечують раціональну та зручну позу, правильну осанку, оптимальне ложе для обхвату ручок, органів управління, мінімальні й оптимальні робочі зони рук і ніг. Відомості, які наводять в антропометричних довідниках, можуть слугувати лише для перших, приблизних припущень габаритів обладнання, яке проектують.

Третій та четвертий групові показники (фізіологічний і психофізіологічний) характеризують ті ергономічні вимоги, що визначають відповідність системи "людина-машина-середовище" до силових, швидкісних, енергетичних, зорових, слухових, дотикових, нюхових, можливостей і особливостям людини. На підставі численних експериментальних даних сформульовані, наприклад, ергономічні вимоги Державного стандарту (ГОСТ 21829-76 "Кодування зорової інформації'"), за яким мінімальна допустима яскравість кольорових знаків має бути 10 кд/м", рекомендована - 170 кд/м². Ергономічні вимоги ГОСТ 21752-76 "Маховики управління і штурвали" грунтуються на експериментально встановлених максимальних зусиллях руки при різних кутах згину в лікті. Наприклад, витягнутою правою рукою оператор може тягнути на себе ручку з силою до 22 кг, штовхати від себе - до 20 кг, витискати догори - до 5,5 кг, тягнути вниз - до 7 кг.

3.4.3.1. Ергономіка та безпека побутової техніки й апаратури

Перевантаження побутової сфери життя людини механізмами, технікою й апаратурою не лише підвищує її комфорт, але й створює визначені проблеми, пов'язані з порушенням екологічної, санітарної та психологічної рівноваги побутового середовища. Технічно складні вироби вносять у побут декілька серйозних змін, що полягають у підвищенні рівня шуму, появі вібрації, небезпеки загоряння, дії струмом, можливості опіків. Людині в побутовій сфері часто доводиться виконувати функції оператора і відсутність спеціальної підготовки дуже часто призводить до нещасних випадків.

Основну частину побутової техніки становлять електроприлади. У зв'язку з цим безпечне використання електроприладів має особливо важливе значення. Ця проблема настільки актуальна, що розробкою документів, які регламентують технічні вимоги і методи контролю безпеки використання побутових електроприладів, займаються Міжнародна електротехнічна комісія (МЕК), Міжнародна організація з правил приймання електрообладнання та ін.

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

У МЕК технічні вимоги і методи випробовувань з безпеки побутових електроприладів розробляє технічний комітет ТК-61; йому належать документи двох видів:

1. Загальні технічні вимоги і методи випробовувань (публікація МЕК 335-1).

2. Окремі вимоги з безпеки певних видів приладів (публікація МЕК 335-2 і т. ін.). Основні показники безпеки конкретного виду приладів:

- ступінь захисту від ураження електричним струмом;

- ступінь захисту від вологи;

- спосіб перетворення електричної енергії;

- режим роботи,

- можливість транспортування;

- умови експлуатації і спосіб під'єднання до джерел живлення.

У нашій країні за ступенем захисту від вологи побутові електроприлади випускають у незахищеному (холодильники, пилотяги), захищеному від бризі (пральні, посудомийні машини) виконанні та водонепроникні. Під час їхньої експлуатації можливий вплив на них вологи, зумовлений наявністю робочої рідини у самому приладі (посудомийні, пральні машини, міксери).

За режимом роботи побутові електроприлади поділяють на прилади з тривалим режимом роботи, короткочасним і повторно-короткочасним. Тривалий режим передбачає роботу приладу при нормальному навантаженні протягом необмеженого періоду часу (вентилятори, пилотяги, натирачі підлоги). Короткочасний режим - це режим роботи приладу при нормальному навантаженні протягом часу, за який термін експлуатації всіх частин приладу не встигає досягнути встановленого значення (електробритви, машинки для стрижки волосся). Повторно-короткочасний режим роботи приладу складається із серій послідовної експлуатації.

Зараз дослідження із забезпечення безпечного використання побутової техніки проводять з урахуванням технічного, економічного, естетичного й ергономічного поглядів. Технічні рішення передбачають розробку побутової техніки з урахуванням усіх досягнень, що підвищують їхню безпеку, наприклад, деякі електроприлади оснащують мікропроцесорами, які автоматично визначають температуру, необхідну для безпечної роботи.

Естетичні вирішення спрямовані на оформлення виробу, що задовольняє сучасні вимоги, а також на вибір матеріалу, який забезпечує підвищення безпеки використання приладу (таким матеріалом є, наприклад, полімери).

За основу ергономічних показників беруть гігієнічні, антропометричні, фізіологічні та психологічні показники. На їхній основі розробляють спеціальні процедури оцінювання побутових виробів з погляду відповідності їх до ергономічних вимог. Ці процедури передбачають оцінювання відповідності виробів до антропометричних показників і фізіологічних можливостей людини, оцінювання рівня зручності використання та комфортності виробу, оптимізацію фізичного і психологічного навантаження людини, пов'язаного з одержанням корисного ефекту від експлуатації виробу. Для визначення найзручнішого розміщення тіла при різних рухових операціях на кухні, наприклад, використовують метод анатомічного аналізу, що дає змогу одержати дані з оптимальної структури обладнання кухні.

3.4.3.2. Біоергономіка

На стику ергономіки та біомеханіки що вивчає механічні явища в живих системах виникла ергономічна біомеханіка. Ця наука вивчає механічну взаємодію лю-

З, Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

дини з оточуючим п предметним середовищем з метою оптимізащї цієї взаємодії. Результати досліджень в цій галузі мають неабияке значення для забезпечення безпеки життєдіяльності людини. Прикладом може слугувати попередження таких найрозповсюдженіших травм людини як падіння та пошкодження опорно-рухового апарату. Адже згідно з медичними статистичними даними, більше 60% травм виникає внаслідок падінь і 60-80% міського дорослого населення мають різноманітні патологічні зміни хребта і пов'язані з цим неврологічні захворювання. Причому більшість із зазначених небезпек стається через взуття. Зокрема спеціалісти з Американської академії ортопедів підрахували: захворювання ступні у жінок у 75% випадків розвиваються через носіння незручного взуття. Тому для забезпечення безпечних умов пересування людини, попередження травматизму та захворювань, до взуття висувають певні вимоги. Ці вимоги ґрунтуються на підставі досліджень виникнення тиску в різних ділянках стопи під час ходи (рис. 38) та бігу, а також зв'язку опорних зусиль і положень тіла під час ходи (рис. 39) чи бігу.

Фізико-механічні вимоги до взуття:

Фрикційні. Сила тертя, що виникає між ногою і опорою, має унеможливити проковзування в місці контакту. Слизька опорна поверхня і невідповідність фізичним розмірам ноги спричинює небезпеку падіння і травм.

Рівень безпеки (з погляду ймовірності послизнутися) оцінюють виразом:

р_г

-Гверт

де F_rop - горизонтальна складова сили дії стопи на опору; F_BepT - вертикальна складова сили дії стопи на опору; f - коефіцієнт тертя між стопою та опорою.

К F

У випадку ^rop > f існує великий ризик послизнутися, коли —— « f , то такий

Г4 П

^Аверт

ризик є мінімальний.

Демпфірування. З метою попередження динамічного впливу на опорно-руховий апарат людини в процесі її переміщення, взуття має володіти властивостями пом'якшення ударних навантажень. Тому при виборі взуття потрібно враховувати, що рівень демпфірування залежить від конструкції взуття, матеріалу підошви та каблука, наявність ізоляційної прокладки тощо.

А.С. Аруін та

В.М. Заціорський оцінюючи демпферні властивос- мілісекундах

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності____________________________ 119

ті взуття в стопі з'ясувати, що з матеріалів, які використовують у виробництві щоденного взуття, менше демпфірують динамічні впливи шкіра, значно краще пориста гума і спінений поліуретан. Використання металевих підметок і косячків, закріплених на каблуках, погіршує поглинаючі механічні коливання властивості взуття. Використання еластичних каблуків з вставкою з поліуретану чи полімерних прокладок з сорботану удвічі покращує демпферні властивості взуття. Корисним також є використання взуття з заокругленою п'ятковою гранню каблука - ходьба в такому взутті знижує динамічне навантаження за рахунок амортизації перекатом по заокругленій частині каблука.

Окрім зазначених, до взуття висувають низку біомеханічних вимог: Рівномірний розподіл навантаження по стопі. Одним з основних критеріїв ергономічності взуття є відносний рівномірний розподіл навантаження по стопі, тобто відсутність надмірної концентрації тиску на окремих ділянках. На це впливає висота каблука і опорна жорсткість взуття.

Висота каблука. Розподіл парціальних навантажень у здоровій стопі (людина стоїть) приблизно є у співвідношенні: задній відділ - 56%, передній - 44%. Використання взуття з різною висотою каблука призводить до перерозподілу навантажень, що діють на передній і задній відділи стопи (рис. 40).

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

В.О. Маркс визначив, що користування взуттям з висотою каблука до 50 мм не супроводжується перевантаженням передніх відділів, вищий каблук призводить до такого перевантаження, як результат - зміна характеристики ходи, збільшення навантаження на опорно-руховий апарат (призводить до збільшення ударного навантаження на міжхребетні диски та викривлення поясного відділу хребта).

Опорна та згинальна жорсткість взуття. Під опорною жорсткістю розуміють здатність нижньої частини взуття створювати індивідуальне "ложе" для форми стопи. При низькій здатності формувати таке ложе взуття завдає травм (потертості плантарної поверхні стопи, виникнення мозолів).

Вага взуття. Під час пересування у важкому взутті затрачається значно більше зусиль і енергії, ніж у разі пересування в легкому взутті.

Латеральна властивість. Під час пересування людини нога звичайно торкається опори латеральною стороною п'яти і прогинається у медіальну сторону. М'язи і зв'язки гомілковостопного суглобу певною мірою протидіють підвертанню. Надто низькі (менше 20 мм) і високі (більше 35 мм) каблуки, особливо у разі їхнього поєднання з м'яким матеріалом низу взуття, призводять до значних латеральних зміщень.

При виборі нового взуття спеціалісти радять приміряти його у другій половині дня, коли стопи вже трохи набрякли і нога гостріше відчуває його дефекти.

3.4.4. Небезпечні техногенні чинники

3.4.4.1. Електричний струм

Розрізняють два види ураження електричним струмом: електричний удар та електрична травма. У разі електричного удару уражається весь організм загалом, тому цей вид ураження має найбільшу небезпеку. При цьому з'являються судоми, розлад дихання або серцевої діяльності. Часто виникає фібриляція, тобто аперіодичні скорочення волокон серцевого м'яза, яка порушує ритмічне нагнітання крові в судинах, що веде до зупинки кровообігу. Електричний струм діє на центральну нервову систему, викликає судомне скорочення м'язів та їхній параліч. Параліч дихальної системи або м'язів серця може призвести до смертельних наслідків. Електричні травми спричиняють місцеві ураження: опіки, металізацію шкіри, електричні знаки. Проходячи через тіло людини, електричний струм має термічну, електролітичну, механічну та біологічну дію.

Термічна дія електричного струму - це нагрівання людського організму. Термічна дія зумовлює опіки окремих ділянок тіла при проходженні через них електричного струму, а також при зовнішньому впливі на них електричної дуги. Зовнішній вигляд опіків може бути різний - від почервоніння шкіри та утворення пухирів з рідиною до обвуглення біологічних тканин. Електрична дуга також є причиною металізації шкіри, яка пов'язана з проникненням у неї дрібних частин металу під час його плавлення під дією високої температури. Дія потужного ультрафіолетового випромінювання електричної дуги спричиняє електроофтальмію - запалення зовнішніх слизових оболонок очей.

Біологічна дія електричного струму виявляється у подразненні та збудженні нервових волокон і тканин організму та розладі внутрішніх біоелектричних процесів. Електролітична дія електричного струму виявляється у розпаді крові та плазми та порушенні їхнього фізично-хімічного складу.

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

Механічна дія електричного струму визначається розривом та розшаруванням тканин, зумовленим електродинамічним ефектом, та утворенням пари від перегрітої тканинної рідини і крові. Механічні пошкоджений зумовлені збудженням та судомним скороченням м'язів тіла, що може спричинити їхній розрив або пошкодження шкіри, вивих суглобів і навіть перелом кісток.

Чинники, що визначають важкість ураження електричним струмом: сила струму і електричний опір тіла людини, тривалість дії струму, рід струму (постійний чи змінний), його частота, індивідуальні особливості людини та умови навколишнього середовища. На опір тіла людини впливає також фізичний та психічний стан, хворобливість, втома, голод, стан сп'яніння, емоційне збудження.

Допустимим вважається струм, при якому людина може самостійно звільнитися від електричного кола. Гранично допустиму силу струму визначають за емпіричною формулою:

I_rp= — ,(uA), (38)

де t - тривалість дії електричного струму.

Остання формула дійсна в діапазоні зміни тривкості дії електричного струму від 0,1 с до 1,0 с

Змінний струм порівняно з постійним є небезпечнішим. Найнебезпечнішим є змінний струм частотою 20-100 Гц. При високих напругах (більше 500 В) небезпечним є постійний струм.

Умови, що визначають можливість ураження електричним струмом:

- випадкове торкання до струмопровідних частин, що перебувають під напругою;

- несправність захисних засобів, пошкодження ізоляції;

- помилкове включення обладнання, його замикання внаслідок несправності, розряд блискавки.

- виникнення крокової напруги на поверхні землі або підлоги внаслідок замикання провідника на землю або несправності заземлення (рис. 41).

Рис. 41. Переміщення у зоні розтікання струму замикання на землю: 1 - віддалення від точки замикання; 2 - схема переміщення ступнів ніг (не відриваючи одну ногу від другої)

Тіло людини можна зобразити у вигляді електричного кола, що складається з трьох послідовно з'єднаних ділянок: шкіра (К_ш) - внутрішні органи та тканини (R_B) -шкіра (R_m)

Рис. 42. Електричний опір тіла людини Рис. 43. Електричний опір шкіри лю-

дини Повний опір людини визначають шляхом спільного розв'язку рівнянь (39), (40):

4-R²

R_A =------- —S-~ , (41)

R і

І 4-\ ^ша

R

Активний опір шкіри визначають за формулою:

^_шя=^^, (42)

^s

де р_е - питомий опір епідермісу (зовнішньої поверхні шкіри), Омм; d_e - товщина шару епідермісу, м; s - площа контакту струмопровідного елемента з людиною, м . Ємнісний опір шкіри визначається співвідношенням

І

р — (Тт