что необходимо обеспечить для эффективного функционирования системы человек среда обитания

Основы оптимального взаимодействия человека со средой обитания

Воздействие на человека потоков из среды обитания может быть:

1. Комфортное (оптимальное) – когда воздействия соответствуют оптимальным условиям взаимодействия, создаются оптимальные условия деятельности и отдыха, гарантируется сохранение здоровья человека и целостности компонентов среды обитания.

2. Допустимое – когда потоки воздействия из среды обитания не оказывают негативного влияния на здоровье человека, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. Соблюдение допустимого взаимодействия гарантирует невозможность возникновения необратимых негативных процессов у человека и в среде обитания.

3. Опасное – когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания или приводят к деградации элементов техносферы и биосферы.

4. Чрезвычайно опасное – когда потоки высоких уровней за короткий промежуток времени могут нанести травму, привести к летальному исходу, вызвать разрушение в техносфере и в природной среде.

Из четырех характерных состояний взаимодействия человека со средой обитания только первые два (комфортное и допустимое) соответствует позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, два других (опасное и чрезвычайно опасное) – недопустимы для процессов жизнедеятельности человека, сохранения и развития среды обитания.

Опасности реализуются в виде потоков энергии, вещества и информации, они существуют в пространстве и во времени.

Различают опасности естественного, техногенного и антропогенного происхождения. Повседневные естественные опасности, обусловленные климатическими и природными явлениями, возникают при изменении погодных условий и естественной освещенности в биосфере. Для защиты от них человек использует жилище, одежду, системы вентиляции, отопления, искусственного освещения. Обеспечение комфортных условий жизнедеятельности путем создания систем жизнеобеспечения практически решает задачи защиты человека от повседневных естественных опасностей. Защита от таких естественных опасностей как стихийные бедствия (наводнения, землетрясения, оползни и др.) – более сложная задача, пока еще не имеющая высокоэффективного решения.

Техногенные опасности создаются элементами техносферы – машины, механизмы, сооружения, вещества и т.д. Техногенные опасности во многом определяются наличием отходов, неизбежно возникающих при любом виде деятельности человека. Значительным техногенным опасностям подвергается человек при попадании в зону действия технических систем: транспортных магистралей и промышленности.

Антропогенные опасности представляют собой ошибки, допускаемые человеком при проектировании и изготовлении технических систем и их обслуживании.

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 системе безопасности выполняет троякую роль: является объектом защиты; выступает средством обеспечения безопасности; сам может быть источником опасностей.

Таким образом, звенья системы «человек-среда» органически взаимосвязаны. Чтобы система «человек-среда» функционировала эффективно и не приносила ущерба здоровью человека, необходимо обеспечить совместимость характеристик среды и человека.

4. Совместимость элементов системы «человек-среда обитания»

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. Сложность обеспечения этой совместимости заключается в том, что антропометрические показатели у людей разные. 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.

Биофизическая совместимость подразумевает создание такой окружающей среды, которая обеспечивает приемлемую работоспособность и нормальное физиологическое состояние человека. Особое значение имеет терморегулирование организма человека, которое зависит от параметров микроклимата. 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.

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 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.

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. Социальнаясовместимость органически связана с психологическими особенностями человека.

Психологическая совместимость связана с учетом психических особенностей человека. 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.

Технико-эстетическая совместимость заключается в обеспечении удовлетворенности человека от общения с техникой, цветового климата, от процесса труда. Для решения многочисленных и чрезвычайно важных технико-эстетических задач эргономика привлекает художников конструкторов, дизайнеров.

Источник

Система Человек-среда обитания и основы взаимодействия с ней.

Жизнедеятельность — это повседневная деятельность и время отдыха человека. Она протекает в условиях, создающих угрозу для жизни и здоровья человека. Жизнедеятельность характеризуется качеством жизни и безопасностью.

Деятельность — это активное сознательное взаимодействие человека со средой обитания.

Формы деятельности разнообразны. Результатом любой деятельности должна быть её полезность для существования человека. Но одновременно с этим любая деятельность потенциально опасна. Она может быть источником негативных воздействий или вреда, приводит к заболеваниям, травматизму и обычно заканчивается потерей трудоспособности или смертью.

Человек осуществляет деятельность в условиях техносферы или окружающей природной среды, то есть в условиях среды обитания.

Среда обитания — это окружающая человека среда, осуществляющая через совокупность факторов (физических, биологических, химических и социальных) прямое или косвенное воздействие на жизнедеятельность человека, его здоровье, трудоспособность и потомство.

В жизненном цикле человек и окружающая среда обитания непрерывной взаимодействуют и образуют постоянно действующую систему “человек — среда обитания”, в которой человек реализует свои физиологические и социальные потребности.

В составе окружающей среды выделяют природную, техногенную, производственную и бытовую среду. Каждая среда может представлять опасность для человека.

В составе окружающей среды выделяют:

На современном этапе развития человека общество непрерывно взаимодействовало на среду обитания. Ниже показана схема взаимодействия человека со средой обитания.

В 20 веке на Земле возникли зоны повышенного антропогенного и техногенного влияния на природную среду. Это привело к частичной и полной деградации. Этим изменениям способствовали следующий эволюционные процессы:

Классификация условий для человека в системе «человек — среда обитания»:

Взаимодействие человека со средой обитания может быть позитивным (при комфортном и допустимом состоянии) и негативным (при опасном и чрезвычайно опасном). Многие факторы, постоянно оказывающие воздействие на человека, являются неблагоприятными для его здоровья и активной деятельности.

Безопасность можно обеспечить двумя путями:

Безопасность жизнедеятельности — наука, изучающая опасности, средства и методы защиты от них.

Опасность — это угроза природной, техногенной, экологической, военной и другой направленности, осуществление которой может привести к ухудшению состояния здоровья и смерти человека, а также нанесению ущерба окружающей природной среде.

Основная цель учения о безопасности жизнедеятельности — защита человека в техносфере от негативных воздействий антропогенного и естественного происхождения, достижение комфортных условий жизнедеятельности.

Решение проблемы безопасности жизнедеятельности состоит в обеспечении комфортных условий деятельности людей, их жизни, защите человека и окружающей его среды от воздействия вредных факторов.
За любой вред человек расплачивается своим здоровьем и жизнью, которые можно рассматривать как системообразующие факторы в системе “человек — среда обитания”, конечный результат ее функционирования и критерий качества окружающей среды.

Объектом изучения безопасности жизнедеятельности служит комплекс отрицательно воздействующих явлений и процессов в системе «человек — среда обитания».

3. Опасность– свойство живой и неживой материи, способное причинить ущерб человеку, природной среде и материальным ценностям (ресурсам).

Существует несколько способов классификации опасностей:

По природе происхождения:

· Техногенные – воздействуют на человека и природу

· Антропогенные – связаны с преобразующей деятельностью человека

· Связанные с литосферой

· Связанные с гидросферой

· Связанные с атмосферой

· Связанные с космосом

По вызываемым последствиям

· Летальный исход и др.

Согласно официальному стандарту по природе действия опасности делятся на:

· Физические – движущиеся машины и механизмы, повышенная запыленность и загазованность и т.п.

· Химические – общетоксические, раздражающие, канцерогенные, мутагенные, едкие, ядовитые, горючие, взрывоопасные

· Биологические – патогенные микроорганизмы (вирусы) и продукты их жизнедеятельности в том числе людей и др. биологических объектов

· Психофизиологические – физические и нервно-психические перегрузки

4. чем суть основных положений теории БЖД. Аксиомы БЖД

Основные положения теории чрезвычайных ситуаций

Техносфера, которая создана человеком для защиты от внешних опасностей по мере эволюции производства, сама становится источником опасности. Необходимо предусматривать ряд мер для защиты от них, а также научится прогнозировать появление такого рода опасностей.

Переход от примитивного оборудования, безопасность при эксплуатации которого решалась в рамках охраны труда, к автоматизированным системам управления производственными процессами предусматривает создание теории безопасности, которое базируется на дисциплинах: экология, охрана труда, математика, физика, специальные дисциплины.

В решении вопросов теории чрезвычайных ситуаций в свое время находилась космонавтика.

Аксиома о потенциальной опасности деятельности человека

Всякая деятельность потенциально опасна!

Критерием (колическтвенной оценкой) опасности является понятие риска.

Риск — отношение числа тех неблагоприятных событий или проявлений опасности к возможному числу за определенный период времени.

Риск гибели вследствии аварий, несчастных случаев и т.д. 1,5×10-3, у летчиков — 10-2.

Под безопасностью понимается такое состояние деятельности, при котором с некоторй вероятностью (риском) исключается реализация потенциальной опасности. Поэтому возникают вопросы, связанные с реглпментированием риска.

Нормированный (приемлемый) риск равен 10-6.

Фактический риск в 100 и 1000 раз превышает приемлемый. Нормативный показатель приемлевого риска не остается постоянным.

Эта аксиома предполагает следующее: создаваемые человеком технические средства, техника и технологии, кроме позитивных свойств и результатов, обладают способностью генерировать опасности. Например, создание двигателей внутреннего сгорания решило многие транспортные проблемы. Но одновременно привело к повышенному травматизму на автодорогах, породило трудноразрешимые задачи по защите человека и природной среды от токсичных выбросов автомобилей.

Аксиома 2. Для каждого вида деятельности существуют комфортные условия, способствующие ее максимальной эффективности.

Эта аксиома фактически декларирует принципиальную возможность оптимизации любой деятельности с точки зрения ее безопасности и эффективности.

Аксиома 4. Остаточный риск является первопричиной потенциальных негативных воздействий на человека, техносферу и природную среду (биосферу).

Аксиома 5. Безопасность реальна, если негативные влияния на человека не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздействия.

Следующая аксиома фактически повторяет предыдущую, но относится к негативным воздействиям на окружающую среду.

Аксиома 6. Экологичность реальна, если негативные воздействия на биосферу не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздействия.

Аксиома 9. Безопасная и экологичная эксплуатация технических средств и производств реализуется при соответствии квалификации и психофизических показателей оператора требованиям разработчика технической системы и при соблюдении оператором норм и правил безопасности и экологичности.

Источник

Человек как элемент системы «человек-среда обитания»

За миллионы лет в ходе эволюционного развития у человека выработалась естественная система защиты от опасностей. Эта система отличается совершенством, но имеет определенные пределы.

БЖД направлена на защиту человека от опасностей, но следует помнить, что и сам человек является носителем потенциальных опасностей. Так в процессе жизнедеятельности человек выделяет тепло, вредные вещества, человек может быть причиной нежелательных событий, в следствии ошибочных действий. Так в Нью-Йорке в следствии перегрузки одной из ЛЭП и неправильных действий работников, защиты и автоматики, произошло отключение всех ЛЭП. Город Нью-Йорк и прилегающий штат населением в 25 млн. человек погрузились во тьму. Прекратилось поступление воды, тепла, газа. 600 000 чел. Оказались закрытыми в вагонах метро, тысячи в лифтах, в больницах прервались операции, погибло > 1000 чел. Убытки 1,5 млрд. долларов. Первопричиной были технические неполадки, но в доведении ее были люди. Операторы и диспетчеры в условиях лавинообразного развития событий сделали много ошибок, и вместо локализации аварии, во много раз ее усугубили.

Таким образом для безопасности состояния системы «человек-среда» необходимо согласование характеристик человека и элементов составляющих среду. Приведенный пример показал: Когда такого согласования нет, возможны следующие последствия:

— травматизм и проф. заболевания.

— аварии, пожары, взрывы.

Человек осуществляет связь с окружающей средой с помощью анализаторов. Характеристики анализаторов человека необходимо учитывать при создании безопасных систем. Анализаторы состоят из рецептора, проводящих нервных путей и мозга. Рецептор превращает энергию раздражителя в нервный импульс. Проводящие пути передают эти импульсы в кору головного мозга, а оттуда команды.

Особенностью анализаторов является их парность, что обеспечивает высокую надежность работы за счет частичного дублирования сигнала (2 уха; 2 глаза и т.д.)

Основной характеристикой анализаторов является чувствительность. Чтобы возникло ощущение (например, услышать звук) интенсивность раздражителя должна достичь определенной величины.

С увеличением интенсивности раздражителя наступает момент, когда анализатор перестает работать адекватно и наступает боль, нарушающая работу анализатора.

Интервал от min до max определяет диапазон чувствительности анализатора, min величину нижним порогом чувствительности, а max – верхним.

Порог чувствительности измеряют в различных абсолютных величинах раздражителя: Пример: по шуму в ДБ.

Величины порогов не являются стабильными у разных людей, поэтому это условно статическое понятие.

Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений называют латентным периодом. Например привыкание к темноте глаза.

Рассмотрим некоторые характеристики анализаторов, которые прямо или косвенно влияют на условия безопасности.

Характеристика анализаторов человека, влияющих на условия безопасности.

2. Зрительный анализатор.

Зрение главный информатор человека. Около 90% всей информации о внешним мире поступает в наш мозг через глаза. Зрительный анализатор обладает большей величиной к адаптации. Для адаптации к темноте надо 40-50 мин. Световая адаптация длится 8-10 мин..

B = J/S нит (нт) 1 нт = 1 кд/м 2

Гигиенически приемлемая яркость до 5000 нт: 30000 нт – слепящие; 165000 нт обладают абсолютной блеклостью.

— Под контрастом понимают степень воспринимаемого значения между двумя яркостями, разделенными в пространстве. Контрастная чувствительность позволяет ответить на вопрос, на сколько объект должен отличаться по яркости от фона, чтобы его было видно (звезды на небе яркие или нет).

— Острота зрения это способность глаз раздельно воспринимать 2 точки, расположенные на некотором расстоянии друг от друга.

Острота зрения зависит от освещенности и контрастности. С увеличением освещенности до 400-500 лк острота зрения возрастает. При уменьшении контрастности острота зрения снижается.

— Глаз различает семь основных цветов и более 100 их оттенков. Цветовые ощущения вызывают воздействием световых волн имеющих длину от 380/760 мкм. Например: зеленый 500-550 мкм, красный 610-760 мкм и т.д.

Ощущение, вызванное световым сигналом, в течении определенного времени сохраняется, несмотря на исчезновение сигнала. Инерция зрения находится в пределах 0,1-0,3 сек.

Это надо учитывать при подаче сигнала – информации оператору.

Инерция зрения обуславливает стробоскопический эффект. Если время подачи сигнала меньше времени гашения зрительного образа, то наблюдение субъективно ощущается как непрерывное. При стробоскопическом эффекте возможна иллюзия движения при прерывистом движении или иллюзия неподвижности, когда движущийся предмет периодически занимает прежнее положение.

Ошибка оценки абсолютной удаленности на расстоянии до 30 м в среднем равна 12% общего расстояния.

По поступающей информации, слуховой анализатор идет следующим за зрительным. Значительная часть информации, в том числе и передача сигналов опасности, воспринимаются слуховым анализатором.

Слуховой анализатор возникает как слышимый звук колебания с частотой 16-20000 Гц и т.д.

Как у всякого анализатора, у слухового существует верхний порог болевого ощущения, который при частоте 1000 Гц равен 140 ДБ, и низкий порог слышимости в пределах 1 ДБ.

Установлено, что слуховой анализатор реагирует не на абсолютное изменение интенсивности, а на относительное. При этом ухо оценивает интенсивность внешнего раздражения в Lg системе единиц.

Поэтому при оценке шума измеряют не абсолютное значение интенсивности, а ее относительный уровень в Lg единицах называемых ДБ.

Тактильный анализатор (осязание).

Воспринимает ощущения, возникающие при действии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление).

Абсолютный порог тактильной чувствительности определяется по минимальному давлению предмета на кожную поверхность, которое производит едва заметное ощущение.

Характерной особенностью тактильного анализатора является быстрая адаптация, т.е. исчезновение чувства прикосновения. Время адаптации зависит от приложенной силы и для различных участков тела изменяется от 2 до 20 сек.

Она свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела и обеспечивается терморегуляцией.

В коже человека имеются 2 рода рецепторов. Одни реагируют на холод, другие на тепло.

Абсолютный порог температурной чувствительности определяется по min ощущению изменения температуры.

Для тепловых рецепторов он равен 0,2 0 С, для холодных 0,4 0 С.

В любом анализаторе могут возникнуть болевые ощущения, если величина раздражителя превысит верхний порог (шум 140 ДБ).

Биологический смысл боли в том, что она являясь сигналом опасности, мобилизует организм на борьбу за самосохранение. Под влиянием болевого сигнала, перестраивается вся работа систем организма.

Абсолютный порог обоняния у человека измеряется долями миллиграмма на 1 л воздуха. Запахи могут сигнализировать человеку о нарушениях технологического процесса и различных опасностях (рудник SO₂, H₂S, и т.д.)

Вкусовые ощущения имеют 4 элементарных ощущений: сладкого, соленого, горького, кислого.

Все остальные представляют их комбинации.

Порог вкусового анализатора примерно в 10 тыс. раз выше обонятельного.

Возможности двигательного аппарата человека учитывают при конструировании защитных устройств и органов управления.

Сила сокращения мышц человека колеблется в широких пределах. Например номинальная сила кисти 450-650 Н. Сила сжатия в среднем равна 500 Н для правой руки и 450 Н для левой.

Диапазон скоростей движущимися руками находится в пределах 0,01 – 8000 см/сек.

Наиболее часто используют скорости 5-8000 см/сек.

3. Функциональное состояние оператора ФСО.

Наряду с перечисленными характеристиками анализаторов для обеспечения безопасности труда большое значение имеют психические факторы: внимание, мышление, воля, эмоции, память и др.

Совокупность всех факторов определяют личность. Личные качества человека существенно влияют на безопасность труда. Однако любой человек, выполняя работу проходит несколько фаз работоспособности.

Условно говорят об изменении функционального состояния оператора в процессе работы, которые подразделяются на следующие фазы:

1. Фаза мобилизации. Субъективно она выражается во внутренней собранности и обдумывании предстоящей работы.

2. Фаза первичной реакции характеризуется небольшим снижением всех показателей функционального состояния. Длится несколько минут. (человек все обдумал, надо приступить к работе и он расслабился).

3. Фаза гиперкомпенсации – это продолжение первой фазы. На этой фазе человек приспосабливается к наиболее экономичному, оптимальному режиму выполнения данной работы.

4. Фаза компенсации – в этой фазе устанавливается оптимальный режим работы органов человека, вырабатывается стабилизация показателей. Эффективность труда в этот период максимальна. Нужно стремиться к максимальной длительности этой фазы.

5. Фаза субкомпенсации – показатели функционального состояния начинают ухудшаться.

6. Фаза декомпенсации – в этой фазе быстро ухудшается функциональное состояние организма, теряется точность и координация.

7. Фаза срыва – наблюдается большое переустройство анализаторов и регулирующих механизмов.

С фазы субкомбинации начинается утомление организма.

На развитие утомления очень сильно влияют опасные и вредные производственные факторы.

Источник