71100

Человек как элемент эргатической системы. Понятие риска. Управление риском

Лекция

Безопасность труда и охрана жизнедеятельности

Антропометрические характеристики определяются размерами тела человека и его отдельных частей и используются для проектирования наиболее рациональных условий труда. Они позволяют рассчитывать пространственную организацию рабочего места, устанавливать зоны досягаемости и видимости, конструктивные параметры рабочего места...

Русский

2014-11-01

344.5 KB

14 чел.

Лекция 2

Человек как элемент эргатической системы. Понятие риска. Управление риском

1. Антропометрические характеристики человека

Антропометрические характеристики определяются размерами тела человека и его отдельных частей и используются для проектирования наиболее рациональных условий труда. Они позволяют рассчитывать пространственную организацию рабочего места, устанавливать зоны досягаемости и видимости, конструктивные параметры рабочего места и т.п., обеспечивая тем самым и безопасные условия труда.

Антропометрические характеристики (АХ) подразделяют на статические и динамические. К статическим характеристикам относятся статические размеры отдельных частей тела, размер головы, размеры кисти, стопы. К динамическим характеристикам относятся углы вращения в суставах, зона досягаемости (моторная зона), приросты или эффект движения тела (изменение одного и того же размера при перемещении тела в пространстве). Статические характеристики могут быть линейными, т.е. измеряться в линейных единицах и дуговыми, т.е. измеряться в углах. В зависимости от ориентации тела в пространстве линейные размеры делятся на продольные (высота различных точек над полом или сиденьем), поперечные (ширина плеч, таза и.т.п.), переднезадние (передняя досягаемость руки и т.п.).

Минимальные и максимальные значения антропометрических характеристик используются с учетом выполняемой работы. В случаях, когда оператор должен до чего-то дотягиваться, вибирают минимальные значения, а при определении размеров сиденья, высоты ниши для ног – максимальные. Использование антропометрических характеристик тесно связано с понятием рабочей позы.

Рабочая поза «стоя». Эта поза требует бóльших энергетических затрат, чем при работе сидя и менее устойчива из-за поднятого центра тяжести. Для этой позы характерно более быстрое утомление.

Рабочая поза «сидя». Эта поза является менее утомительной, так как резко уменьшается высота центра тяжести над точкой опоры, благодаря чему возрастает устойчивость тела. Кроме того, резко сокращаются энергетические затраты.

Надо учитывать, что всякая поза, проекция центра тяжести которой выходит за площадь опоры, будет требовать для поддержания устойчивости значительных мышечных усилий, т.е. статические напряжения. Длительные статические напряжения мышц могут вызвать быстрое утомление, снижение работоспособности, профзаболевания (искривление позвоночника, расширение вен, плоскостопия).

Влияние позы на рабочую нагрузку человека в эргатической системе можно иллюстрировать с помощью коэффициентов. Так, если при прямой позе «сидя» мышечную работу принять равной единице, то при прямой позе «стоя» мышечная работа составит 1,6, при наклонной позе «сидя» – 4, при наклонной позе «стоя» – 10.

Пространство рабочего места, в котором осуществляется трудовой процесс, может быть разделено на рабочие зоны. Правильное проектирование рабочих зон определяется соответствием их с оптимальным полем зрения рабочего и определяется дугами, которые может описать рука, поворачивающаяся в плече или локте на уровне рабочей поверхности (т.е. с учетом динамических АХ), а движением рук управляет мозг человека в соответствии со зрительной информацией. Поэтому рабочую зону, удобную для действия обеих рук следует совмещать с зоной, охватываемой зрением (см. рис. 1).

Рис. 1 – Зона видимости

Рассмотрим рабочие зоны на рис. 2.

Зона 1 – самая благоприятная, применима для точных и мелких сборочных работ (хорошо работают обе руки и осуществляется зрительный контроль).

Зоны 2 и 3 хорошо доступны для одной и мало доступны для другой руки; зрительный контроль осложнен. В этих зонах удобно размещать инструменты и материалы, которые рабочий берет правой или левой рукой или органы управления, за которыми не требуется постоянный зрительный контроль.

Зона 4 – запасная, труднодоступная зона; в ней могут быть размещены инструменты и материалы, которые не поместились в зонах 1 и 2.

Зона 5 (зона 6) доступна только для правой (левой) руки. В ней можно разместить инструменты и материалы, которые употребляются изредка или органы управления, которыми пользуются «не глядя».

В соответствии с рабочими зонами и антропометрическими данными проектируются рабочие места в любом производственном процессе и любые машины и механизмы, обслуживаемые человеком.

Органы управления могут быть ручные и ножные. Ручное управление предпочтительнее, причем выгоднее использовать регуляторы, которое приводятся в движение рукой к себе или от себя.

В процессе управления человек должен обязательно прилагать умеренные усилия, так как их отсутствие дезориентирует человека, лишает его уверенности в правильности своих действий, а излишние усилия приводят к его перегрузке.

2. Работоспособность человека и ее динамика

Работоспособность проявляется в поддержании заданного уровня деятельности в течение определенного времени и определяется двумя группами  факторов – внешними и внутренними.

Внешние факторы – это информационная структура сигналов, т.е. количество и форма представления информации, характеристика рабочей среды (удобство рабочего места, температура, освещенность, наличие вредных факторов и т.п.), взаимоотношения в коллективе.

Внутренние факторы – уровень подготовки, тренированность, выносливость, эмоциональная устойчивость.

Предел работоспособности для любого человека не является постоянной величиной. Изменение предела работоспособности во времени называется динамикой работоспособности.

Различают следующие фазы трудовой деятельности по уровню  работоспособности (см. рис.3).

Рис. 3 – Фазы работоспособности человека

  1.  Предрабочее состояние (фаза мобилизации) субъективно выражается в обдумывании предстоящей работы (т.н. идеомоторный акт).
  2.  Врабатываемость, или стадия нарастающей работоспособности, или фаза гиперкомпенсации. Преодолевается инерция, налаживается координация между участвующими в деятельности системами организма. Длительность периода врабатываемости может быть значительной. Например, утором после сна все характеристики сенсомоторных реакций значительно ниже, чем днем. Естественно, что и производительность труда в эти часы ниже. Здесь сказываются также и тренированность, тип нервной деятельности, возраст, опыт, интенсивность работы.
  3.  Период устойчивой работы (фаза компенсации). В этот период устанавливается оптимальный режим работы систем организма. Длительность его относительно всего времени работы – примерно 2/3. Предел устойчивой работоспособности является важнейшим показателем выносливости человека при заданном уровне интенсивности работы.

Выносливость, в свою очередь, определяется следующими факторами:

  1.  интенсивностью работы;
  2.  спецификой работы (при динамической работе, например, утомление наступает гораздо позже, чем при статической, при напряженной зрительной работе утомление наступает раньше);
  3.  возрастом;
  4.  полом; при нагрузке, равной половине максимальных возможностей, выносливость мужчин и женщин одинакова, при больших нагрузках выносливее мужчины;
  5.  концентрацией внимания и волевым напряжением (при работе, связанной с волевым, умственным напряжением, концентрацией внимания, при высокой интенсивности работы показатели выносливости снижаются);
  6.  эмоциональным состоянием (положительные эмоции удлиняют период устойчивой работоспособности, отрицательные – наоборот);
  7.  умением, навыками, тренированностью;
  8.  типом высшей нервной деятельности, определяющимся силой и подвижностью нервных процессов (сангвиник, флегматик, холерик, меланхолик). Сила нервной системы характеризует работоспособность и надежность работы оператора, особенно в экстремальных ситуациях.
  9.  Период утомления (фаза декомпенсации).  Снижается продуктивность, замедляется скорость реакции, появляются ошибочные и несвоевременные действия, физиологическая усталость. Утомление может быть мышечным (физическим), умственным (психическим). Утомление – это временное снижение работоспособности из-за истощения энергетических ресурсов организма.
  10.  Период возрастания продуктивности за счет эмоционально-волевого напряжения.
  11.  Период прогрессивного снижения работоспособности и эмоционально-волевого напряжения.
  12.  Период восстановления. Может длиться от 5 мин (легкая физическая работа) до нескольких дней.

На основании кривых работоспособности устанавливается норма времени на отдых в зависимости от характера и продолжительности работы в течение рабочего дня.

Суточные колебания. Работоспособность изменяется также и в течение суток. Здесь можно выделить три интервала, в которых чередуется возрастание/снижение работоспособности:

1-й интервал: 6 – 10 (12) ч. – работоспособность повышается;

                         10 (12) – 15 ч. – работоспособность постепенно снижается;

2-й интервал: 15 – 18 ч. – работоспособность повышается;

                         18 – 22 ч. – уменьшается;

3-й интервал:   22 – 3 ч. – работоспособность существенно снижается;

                           3 – 6 ч. – начинает возрастать, оставаясь ниже среднего уровня.

Недельные колебания. Работоспособность обычно меняется также и по дням недели:

Понедельник – врабатывание, вторник-четверг – высокая работоспособнсоть, пятница, суббота – развивающееся утомление.

3. Надежность человека как элемента эргатической системы

Человек является основным звеном современных эргатических (эрготехнических) систем. в то же время статистка аварий и катастроф свидетельствует о  том, что 10-15% всех отказов непосредственно связаны с ошибками человека (всего же, прямо или косвенно, с ошибками человека связано 20-30% аварий и катастроф). Следовательно, анализ надежности технических систем должен обязательно включать человеческий фактор.

Надежность работы человека-оператора определяется как способность успешного выполнения им работы или поставленной задачи на заданном этапе функционирования системы в течение заданного интервала времени при определенных требованиях к продолжительности выполнения работы.

Ошибка (отказ) человека-оператора определяется как невыполнение поставленной задачи (или выполнение запрещенного действия), которое может привести к нарушению нормального хода запланированных операций.

Ошибки оператора можно разделить на три большие группы:

  1.  цель операции не может быть достигнута из-за ошибочных действий оператора;
  2.  оператор стремится к достижению ошибочной цели (или какое-либо лицо);
  3.  оператор бездействует в тот момент, когда его участие необходимо.

Все многочисленные ошибки, допускаемые человеком в процессе осуществления взаимодействия «человек - машина» можно классифицировать следующим образом.

  1.  Ошибки проектирования: обусловлены неудовлетворительным качеством проектирования.
  2.  Ошибки изготовления: имеют место на этапе производства (неудовлетворительное качество работы, неправильный выбор материала и т.п.).
  3.  Операторские ошибки: неправильное выполнение установленных процедур.
  4.  Ошибки технического обслуживания: возникают в процессе эксплуатации (некачественный ремонт, неправильный монтаж и т.п.).
  5.  Ошибки контроля: связаны с ошибочной приемкой некачественного элемента или устройства.
  6.  Ошибки обращения (неудовлетворительное хранение, транспортировка изделий).
  7.  Ошибки организации рабочего места: теснота, наличие вредных факторов и т.п.
  8.  Ошибки управления коллективом (психологическая несовместимость, отсутствие стимулов и т.п.).
  9.  Внесение ошибок. Сюда относят ошибки, причину возникновения которых трудно установить.

Ошибки оператора и уровень нагрузок. Частота появления ошибок зависит от нагрузок, действующих на человека, причем эта зависимость является нелинейной. При малых нагрузках большинство операторов работает неэффективно, внимание рассеивается. Оптимальное качество работы достигает при умеренных нагрузках. При увеличении нагрузок возникает утомление, страх, беспокойство и вероятность ошибок возрастает.

Критерии оценки деятельности оператора. Деятельность оператора характеризуется быстродействием и надежностью.

Критерием быстродействия является время решения задачи, т.е. время от момента реагирования оператора на сигнал до момента окончания управляющих воздействий:

                        Tоп = a +bH  = a+H/Vоп,

где a – скрытое время реакции, т.е. промежуток времени от момента появления сигнала до реакции на него оператора (0,2...0,5 с); b – время переработки одной единицы информации (0,15-0,35 мин.); H – количество перерабатываемой информации; Vоп (2..4 ед/с), или пропускная способность, характеризующая время, в точение которого оператор постигает смысл информации.

Надежность оператора характеризуется его безошибочностью, готовностью, восстанавливаемостью, своевременностью и точностью. Для каждого из этих показателей разработаны соответствующие  выражения. Вероятность Pj безошибочной работы, например, определяется на основе статистических данных.

4. Понятие риска. Управление риском

Люди ежедневно, сознательно или несознательно подвергаются целому ряду рисков. Риск объективен и сопряжен практически с любым  видом деятельности. Каждый рискует, преодолевая опасности на производстве, в транспорте, быту. Рискуют все - рабочий, фермер, коммерсант, студент. Что же такое риск? Риск - это мера ожидаемой неудачи, неблагополучия в деятельности, опасность наступления для здоровья человека неблагоприятных последствий; определенные явления, наступление которых содержит возможность материальных потерь.

С понятием риска связаны концептуальные (мировоззренческие подходы к безопасности жизнедеятельности). По мере развития техносферы, осознание человеком природы опасностей обеспечение безопасности жизнедеятельности рассматривалось в рамках различных концептуальных подходов, среди которых следует выделить следующие.

Концепция абсолютной безопасности (нулевой риск).  Эта концепция известна также как теория высшей надежности, в сооответствии с которой полагалось, что необходимые материальные затраты на средства защиты, подготовку персонала, строгий контроль за соблюдением всех норм и правил обеспечат полную безопасность.

Детерминистский подход  (теория нормальных аварий). Эта концепция получила развитие в 80-е годы в ряде стран (США, Нидерланды, Великобритания) и активно разрабатывается в настоящее время. В соответствии с этим подходом  признается невозможность обеспечения абсолютной безопасности. В рамках этой концепции рассматривается, в частности, опасность возникновения крупных аварий с катастрофическими последствиями.

Основным принципом детерминистического подхода является определение приемлемого риска, соответствующего с одной стороны практически достижимому уровню безопасности (риск настолько низок, насколько это возможно), а с другой стороны - разумно достижимому уровню безопасности с точки зрения затратно-прибыльного баланса. Другими словами, «безопасность – это то, сколько вы готовы за нее платить».

Комбинированный подход. Этот подход  признает неизбежность опасных происшествий и аварий, но предполагает сведение их к минимуму на основе тщательного анализа опасностей при проектировании систем, приоритетного финансирования мероприятий по обеспечению безопасности, тщательного соблюдения законодательства в области безопасности, выполнения правил и инструкций.    

Определение риска. Виды риска.   Как было сказано выше, риск это количественная оценка опасности. В настоящее время не существует единой формулы для определения риска, хотя общий подход к оценке риска может быть выражен с помощью формулы

  {Риск} = {вероятность события}{значимость события}        

Здесь под значимостью события обычно предполагается ущерб, который может быть нанесен в результате реализации нежелательного события.

Чаще всего риск определяется как частота или вероятность возникновения события. Он может быть рассчитан как частота реализации опасностей по отношению к их возможному числу, (или отношение числа нежелательных событий к общему числу событий)

  R = .                                                          

Различают несколько видов рисков: индивидуальный, социальный, технический, экологический, экономический.

Индивидуальный риск обусловлен вероятностью реализации потенциальных опасностей при возникновении ОС. 

Табл. 1.1

Вид опасности

Индивидуальный риск

Падения с высоты

910-5

Пожары

410-5

Утопление

310-5

Отравление

210-5

Огнестрельное оружие

110-5

Станочное оборудование

110-5

Автомобильный транспорт

310-4

Водный транспорт

910-6

Воздушный транспорт

910-6

Железная дорога

410-7

Падающие предметы

610-6

Электрический ток

610-6

Молния

510-7

Ядерная энергия

210-10

Общий риск гибели в результате несчастного случая

610-4

Вид опасности

Индивидуальный риск

Производство

1,610-4     

Дорожно-транспортное

происшествие

    2,510-4

Отравления

        2,710-4

Утопления

        8,010-5

Пожары

        4,010-5

          R= ,                                               

где P(t) - число пострадавших (погибших) в

единицу времени t (чаще в год), N(f) – общее

число людей, подверженных фактору риска f

в единицу времени t.

Пусть, например, число работающих в химической промышленности составляет 750 тыс. чел. Ежегодно на предприятиях химической промышленности в результате несчастных случаев погибает в среднем 150 чел. Тогда получим величину индивидуального риска как среднего числа смертей, приходящегося  на одного человека в год:                   

В таблице 1.1 для сравнения приведены некоторые средние значения индивидуального риска гибели (в год), обусловленного различными причинами (по данным, относящимся к населению США).  

Индивидуальный риск характеризует, таким образом, опасность определенного вида для отдельного индивидуума.

Индивидуальный риск может быть добровольным и вынужденным. Добровольный риск обусловлен деятельностью человека на добровольной основе, вынужденному риску человек, как правило, подвергается в составе части общества (например, проживание в экологически неблагополучных регионах или вблизи источников повышенной опасности).

Социальный риск характеризует масштабы и тяжесть негативных последствий ЧС, часто выражающийся в числе погибших, раненых. Другими словами, социальный риск это зависимость частоты возникновения событий, вызывающих поражение определенного числа людей от этого числа людей. Социальный риск Rc = f(N) вводится как некоторая характеристика масштаба возможных аварий.

Можно отметить такие виды рисков как технический риск, являющийся показателем надежности элементов техносферы, экологический риск, характеризующий масштабы экологического бедствия, катастрофы, нарушения устойчивости экологических систем, экономический риск, определяемый соотношением пользы и вреда, которые общество получает от рассматриваемого вида деятельности.

Приемлемый риск сочетает понятия индивидуального, социального, технического, экологического и экономического рисков и представляет собой  компромисс между приемлемым уровнем безопасности и экономическими возможностями его достижения. Материальные затраты на обеспечение безопасности, удорожая стоимость продукции, в конечном счете ложатся на общество, ухудшая качество жизни населения (рост социального риска). Таким образом, снижая все виды рисков, нельзя забывать, во что это обойдется обществу, и каким в результате окажется социальный риск. 

Риск, таким образом, является приемлемым, если его величина (вероятность реализации) настолько незначительна, что ради получаемой при этом выгоды в виде материальных или социальных благ человек или общество в целом готовы пойти на риск.

Из рассмотренного выше следует, что можно говорить о приемлемом индивидуальном риске, приемлемом техническом риске, приемлемом экологическом риске и т.п. В развитых странах максимально приемлемым индивидуальным риском ( в год) считается риск, равный 10-6, а пренебрежительно малым – 10-8. (Для экологического риска максимально приемлемое значение соответствует состоянию, когда может страдать 5% биогеоценоза.)

Следует иметь в виду, что приемлемые риски, как правило, на 2 – 3 порядка «строже» фактически действующих, что свидетельствует о недостаточном уровне безопасности в системе «Человек – Окружающая среда».

Управление риском. В связи с принятием концепции приемлемого риска, соответствующей как детерминистскому, так и комбинированному подходу к обеспечению безопасности (см. выше), встают задачи оценки риска и управления риском.

Оценка риска – это анализ происхождения (возникновения) и масштабов риска в конкретной ситуации.

Управление риском  следует понимать как анализ рисковой ситуации, разработка и  обоснование управленческого решения, часто в форме правового акта, направленного на минимизацию риска. Примерная последовательность оценки риска может быть следующей:

- первичная идентификация (распознавание) опасности;

- описание источника опасности и связанного с ним ущерба;

- оценка риска в условиях нормальной работы;

- оценка риска по возможности гипотетических аварий на производстве, при хранении

и транспортировке опасных веществ;

- исследование возможных сценариев развития аварии;

- статистические оценки и вероятностный анализ риска.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28183. Поляризация света. Способы получения поляризованного света. Закон Малюса. Поляризационные призмы 238.5 KB
  Явление поляризации света было открыто Эразмусом Бартолинусом, датским учёным, в 1669 году. В своих опытах Бартолинус использовал кристаллы исландского шпата, имеющие форму ромбоэдра. Если на такой кристалл падает узкий пучок света, то, преломляясь
28184. Распространение света в изотропных средах. Отражение и преломление света на границе между диэлектриками. Основные законы геометрической оптики. Формулы Френеля 146 KB
  При этом падающий отражённый и преломленный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром восстановленным к границе раздела сред в точке падения О. Углы соответственно углы падения отражения преломления волн. Амплитуду падающей волны разложим на составляющие Ер параллельную плоскости падения и Еs перпендикулярную плоскости падения. Для составляющих вектора Е перпендикулярных плоскости падения рисунок 3 выполняются условия в которых индексы при Е и p при Н опущены: .
28185. Линза как оптическая система. Аберрации линз 126 KB
  На рисунке 1 введены обозначения: a1 расстояние от вершины первой преломляющей поверхности до осевой точки A предмета; a´1 расстояние от вершины первой преломляющей поверхности до изображения A´ получаемого после преломления на ней; a2 расстояние от вершины второй преломляющей поверхности до точки A´; a´2 расстояние от вершины второй преломляющей поверхности до изображения A´´ построенного линзой. Для любой центрированной оптической системы выполняется условие Лагранжа Гельмгольца: ...
28186. Интерференция света. Условия возникновения стационарной интерференции света. Интерференционные схемы с делением волн по фронту (опыт Юнга, зеркало Ллойда, бизеркало Френеля, бипризма Френеля). Влияние размеров источника на интерференционную картину. Усло 159 KB
  Интерференционные схемы с делением волн по фронту опыт Юнга зеркало Ллойда бизеркало Френеля бипризма Френеля. Пусть в точках А и В рисунок 1 находятся два монохроматических источника волны от которых доходят до точки наблюдения С. Взаимное усиление или ослабление двух или большего числа волн при их наложении друг на друга при одновременном распространении в пространстве называется интерференцией волн. Интерференционная картина ИК распределение интенсивностей в области волнового поля где волны налагаются друг на друга.
28187. Интерференционные схемы с делением волн по амплитуде. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины и полосы равного наклона. Кольца Ньютона. Применение интерференции света 134 KB
  Пусть на тонкую прозрачную пластинку постоянной толщины рисунок 1 из вакуума падает волна с плоским фронтом ей соответствует пучок параллельных лучей сформированная с помощью точечного источника и линзы в фокусе которой источник находится. Так как условия распространения всех лучей падающих на пластинку в этом опыте одинаковы то для лучей и а также других пар лучей одинаковых с ними по происхождению оптическая разность хода будет одинаковой: 1 где n показатель преломления материала...
28188. Двухлучевые интерферометры. Интерферометры Рэлея, Жамена, Майкельсона, Линника. Многолучевые интерферометры (интерферометр Фабри-Перо, пластинка Люммера-Герке). Интерференционные фильтры 110 KB
  Если зеркало М1 расположено так что М´1 и М2 параллельны образуются полосы равного наклона локализованные в фокальной плоскости объектива О2 и имеющие форму концентрических колец. Если же М1 и М2 образуют воздушный клин то возникают полосы равной толщины локализованные в плоскости клина М2 М1 и представляющие собой параллельные линии. Если поверхность исследуемого образца имеет дефект в виде впадины или выступа высотой l то интерференционные полосы искривляются. Если то интерференционная полоса искривляется так что занимает...
28189. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция света на круглом отверстии, на круглом препятствии и прямолинейном крае экрана 97.5 KB
  Дифракция света на круглом отверстии на круглом препятствии и прямолинейном крае экрана Дифракция волн от лат. diffractus разломанный преломлённый в первоначальном узком смысле огибание волнами препятствий. В современном более широком смысле под дифракцией понимают любое отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. При таком общем толковании дифракция волн переплетается с явлениями распространения и рассеяния волн в неоднородных средах.
28190. Дифракция света на щели. Дифракция света от многих щелей. Дифракционная решетка и ее характеристики 123 KB
  Дифракционная решетка и ее характеристики Дифракция волн от лат. diffractus разломанный преломлённый в первоначальном узком смысле огибание волнами препятствий. В современном более широком смысле под дифракцией понимают любое отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Вследствие дифракции волны могут попадать в область геометрической тени.
28191. Распространение света в анизотропных средах. Двойное лучепреломление. Построение Гюйгенса для одноосных кристаллов 81.5 KB
  Даже если первичный пучок перпендикулярен к естественной грани кристалла преломленный пучок разделяется на два рисунок 2 причем один из них представляет продолжение первичного а второй уклоняется так что угол преломления отличен от нуля. При вращении кристалла необыкновенный луч перемещается вокруг обыкновенного по окружности рисунок 2. Для любого кристалла можно найти три таких направления главные направления кристалла в которых при этом . Направления перпендикулярные таким сечениям называют оптическими осями кристалла...