Физиологические и психофизические возможности человека для обеспечения его безопасности

Известно, что ЧФ играет существенную роль в возникновении аварий и катастроф в техносфере. В зависимости от того, насколько будет учтено влияние этого фактора в разработке мер по обеспечению безопасности, зависит успех (или неуспех) в учете и предотвращении опасностей и угроз на производстве, в быту и других сферах жизнедеятельности.

Взаимодействие человека с техносферой происходит опосредованно через технические системы (ТС), которые представляют собой совокупность применяемого оборудования и обслуживающего их персонала. Причем, ТС включает исходные материалы производственного назначения, все виды используемой в производстве энергии, вспомогательные материалы, комплектующие изделия, технологии, информационные системы, транспорт и системы управления.

Для обеспечения комфортного состояния работника на производстве должны быть учтены физиологические и психофизические возможности человека по управлению ТС.

Опасности, порождаемые подсистемой "человек", в основном определяются состоянием его нервной системы как центра деятельности всего организма и антропометрическими параметрами. Нервная система выполняет важнейшие функции: коммуникационную (через анализаторы) и функцию программирования реакции организма через обобщение и переработку полученной информации. С помощью анализаторов человек ощущает и распознает цвет, свет, яркость, вкус, запах, звук, характеристики объектов, движение, силу, тепло, холод, боль, вибрацию и т.д.

В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают следующие анализаторы:

– внешние: зрительный (рецептор – глаз); слуховой (рецептор – улитка внутреннего уха); тактильный, болевой, температурный (рецепторы кожи); обонятельный (рецептор в носовой полости); вкусовой (рецепторы на поверхности языка и мягкого неба);

– внутренние: анализатор давления крови; кинестетический (рецепторы в мышцах и сухожилиях); вестибулярный (рецептор – лабиринт внутреннего уха); специальные, расположенные во внутренних органах и полостях тела.

Информация, поступающая от анализаторов, называется сенсорной, процесс ее приема и переработки – сенсорным восприятием.

Основные параметры анализаторов следующие:

• абсолютный порог чувствительности – минимальное значение воздействующего раздражителя, при котором возникает ощущение;

• предельно допустимая интенсивность сигнала (близкая к болевому порогу);

• диапазон чувствительности, включающий все переходные значения раздражителя;

• дифференциальная чувствительность – минимальное изменение сигнала (интенсивности и частоты), воспринимаемое анализатором;

• адаптация и сенсибилизация (повышение чувствительности).

Нервная система совместно с эндокринной системой координируют и объединяют деятельность всех органов и систем человека и, что самое важное, регулируют и упорядочивают отношения между внутренней средой человека и его внешним окружением, которое, по определению, всегда тектологически враждебно.

Современные ТС имеют сложную иерархическую структуру, поэтому, как правило, управлением ими занимаются группы операторов или целые коллективы специалистов. В принятии управленческих решений важную роль играют высшие психические процессы: внимание, память, воображение, мышление, эмоции. Информационные возможности человека характеризуются скоростью и объемом восприятия и переработки информации.

Внимание – это направленность психической деятельности и сознания человека на избирательное восприятие отдельных предметов и явлений ОС. При обследовании внимания работника придается значение следующим профессионально значимым качествам этого психического процесса: активности, широте, интенсивности, устойчивости, переключению с одного объекта на другой; изменению внимания в течение рабочей смены. Целенаправленное формирование необходимых качеств внимания осуществляется в процессе профессионального обучения и создания рационального режима труда и отдыха.

Эмоции – это отображения объективных отношений производственной деятельности к потребностям человека, т.е. его чувства, переживания, эмоциональное состояние. Они в значительной мере влияют на работоспособность, производительность труда, состояние здоровья работника. Для операторов сложных технических систем характерны эмоции "напряженности" и "растерянности", возникающие по таким причинам, как чрезмерная плотность информации (сигналов); неравномерность или отсутствие ритма производственного процесса; возможность аварийной ситуации; недостаточность профессиональной подготовленности или опыта; большая ответственность. Под влиянием этих эмоций у него может наблюдаться нарушение координации движений, скованность позы, сужение внимания, плохое его переключение, замедленное принятие решений, неадекватная оценка ситуации, т.е. значительное снижение надежности работника.

Память – это способность сознания человека удерживать и мысленно воспроизводить прошлые события. Элементы памяти – запоминание, сохранение и воспроизводство. Объем запоминания увеличивается при наличии логических и смысловых ассоциативных связей между частями информационного материала. Сохранение запомнившегося материала может быть кратковременным или долгосрочным. Необходимые качества памяти формируются специальными упражнениями.

Адаптация (привыкание) является важным психическим процессом, влияющим на надежность производственной деятельности человека. Это влияние носит двойственный характер. С одной стороны, адаптация к неблагоприятным (негативным) факторам производственной среды на рабочем месте повышает внимание и память работника, т.е. его надежность, с другой – привыкание оператора к производственному ритму, к длительному отсутствию аварийных ситуаций может притупить его восприятие соответствующей информации и замедлить принятие необходимого управленческого решения при резком изменении производственной ситуации. Способность к адаптации развивается с приобретением производственного опыта.

Оценка психологических особенностей личности, влияющих на надежность деятельности человека, позволяет установить моральный облик личности, уровень знаний, навыков, умений, приобретенных в процессе профессионального обучения; индивидуальные особенности отдельных психических функций; тип нервной системы, темперамент личности.

Результаты такой оценки позволяют осуществить на научной основе профессиональную ориентацию, профессиональный отбор, профессиональное обучение, рационализацию труда и отдыха работников.

Недостаточная надежность деятельности человека в производственных условиях, нарушение им установленных правил безопасности может привести к несчастным случаям, травмам и профессиональным заболеваниям. В немалой степени этому способствует физический и моральный износ оборудования технической системы.

Можно обозначить виды совместимости элементов человеко-машинной системы: биофизическую, информационную, социальную, психологическую, антропометрическую, энергетическую и некоторые другие виды совместимости.

Биофизическая совместимость подразумевает создание такой окружающей среды, которая обеспечивает приемлемую работоспособность и нормальное физиологическое состояние человека. Особое значение имеет терморегуляция организма человека – физиологические процессы, протекающие в организме человека, направленные на поддержание постоянной температуры тела (36–37°С), которая зависит от параметров микроклимата. В таблице приведены данные, которые необходимо учитывать при проектировании условий деятельности.

Биофизическая совместимость учитывает требования организма к параметрам микроклимата (табл. 5.1), виброакустическим характеристикам среды, параметрам освещенности, инфракрасного излучения от нагретых поверхностей и электрических приборов, электромагнитных и электростатических полей и др.

Таблица 5.1

Зависимость состояния человека от микроклиматических параметров

Температура, °С	Относительная влажность воздуха, %	Состояние
21	40	Наиболее приятное состояние
	75	Отсутствие неприятных ощущений
	85	Хорошее спокойное состояние
	91	Усталость, подавленное состояние
24	20	Отсутствие неприятных ощущений
	65	Неприятные ощущения
	80	Потребность в покое
	100	Невозможность выполнения тяжелой работы
30	25	Неприятное ощущение отсутствует
	50	Нормальная работоспособность
	65	Невозможность выполнения тяжелой работы
	81	Повышение температуры тела
	90	Опасность для здоровья

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.

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 писал: "Конечно, самые сильные раздражения – это идущие от людей. Вся жизнь наша состоит из труднейших отношений с другими, и это особенно болезненно чувствуется".

Психологическая совместимость связана с учетом психических особенностей человека. В обеспечении безопасности важную роль играют личностные качества – целеустремленность, нацеленность на результат, сильная воля, организованность, способность работать в команде, коммуникативность, творческий подход.

В настоящее время сформирована особая область знаний, именуемая инженерной психологией, или психологией деятельности, как один из разделов БЖД. Инженерная психология рассматривает психические процессы и различные формы психических состояний, наблюдаемых в процессе трудовой деятельности.

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 роста или очень высокого. Наука эргономика изучает возможности конструирования рабочих мест с учетом антропометрических параметров человека.

Для более правильного использования антропометрических данных человека при проектировании машин применяют методы соматографии или моделирования. Соматография – это рабочий метод, заключающийся в конструировании схематических изображений человеческого тела в разных положениях во взаимосвязи с теми операциями, которые он должен выполнять (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Минимальное пространство, необходимое для выполнения работы при различных положениях тела

Физические возможности человека определены силой и выносливостью мышц. Мышечная сила зависит от возраста, пола и других параметров. Выносливость мышц – это способность поддержания мышечной системы на заданном уровне. Мышечная утомляемость – временное снижение или потеря работоспособности отдельной клетки, ткани, органа или организма в целом, наступающее после нагрузок (деятельности). Утомление мышц происходит при их длительном сокращении (работе) и имеет определенное биологическое значение, сигнализируя об истощении (частичном) энергетических ресурсов.

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. В обоих случаях могут возникнуть нежелательные последствия – снижение надежности персонала или снижение точности работы системы.

Технико-эстетическая совместимость заключена в получении удовлетворения работником от взаимодействия с ТС и трудового процесса. Организацией такого взаимодействия занимается область знаний – техническая эстетика, задачи которой – художественное конструирование оборудования, цветовое оформление производственных помещений и рабочих мест.