Психофизиологические характеристики человека

Важнейшее значение для безопасности имеет психологическое состояние оператора. Психология безопасности труда изучает психологические процессы, психологические свойства, формы психологических состояний, наблюдаемых в трудовой деятельности (Эргономические..,2005).

Исследователи, занимающиеся вопросами психологии безопасности труда, отмечают, что на надёжность человека, принимающего решения, влияют такие факторы, как:

1 – Привлекательность труда (мотивационный фактор): несоответствие выполняемых обязанностей способностям человека, высокая степень риска могут снизить активность и отрицательно влиять на принятие решений в экстремальной ситуации;

2 – Ссоры или конфликты на рабочих местах могут привести к развитию аффектных состояний (взрыву эмоций) вследствие чего человек может совершать неадекватные действия;

3 – Негативное влияние оказывает бытовой алкоголизм и особенно посталкогольная астения (похмелье), которые снижают работоспособность, ведут к снижению скорости реакций и нарушению координации движений;

4 – Значительное влияние на работоспособность человека оказывает стресс, под которым понимают состояние организма, возникающее под воздействием чрезвычайных ситуаций или хронических раздражителей, приводящих к напряжению адаптационных механизмов организма (Селье Г., 1960; Селье Г., 1982);

5 – Интенсификация психической деятельности, обусловленная увеличением объема и разнообразия информации, увеличение ответственности за принятие решений приводит к повышению уровня психической напряжённости (Захарченко М.П. и др., 1995). Считается, что для сохранения работоспособности в течение длительного времени (например, смены) нормальная нагрузка оператора не должна превышать 40-60% максимально допустимой;

6 – Фактор усталости является причиной многих аварий. Усталость развивается при превышении продолжительности работы сверх установленных норм, при нарушении режима труда и отдыха, при монотонности выполняемых операций, при неудобной рабочей позе и др.

Выполняя мышечную или умственную работу в процессе трудовой деятельности, человек затрачивает энергию мозга, нервов и мускулов, при этом в его организме происходят сложные нервно-психические и физиологические процессы. При физических перегрузках, при однообразии и монотонности трудового процесса, при нервных перенапряжениях и стрессовых возбуждениях, при воздействии на человека неблагоприятных внешних условий снижается его работоспособность, повышается утомляемость, снижение качества выполняемой работы. Утомление и стрессовые нагрузки часто приводят к неправильным действиям, конечным результатом которых может быть авария.

Существует ряд объективных показателей физиологических функций организма, по которым оценивают тяжесть и напряженность работы. К таким показателям относятся средняя величина энергозатрат, средняя частота пульса, мышечная выносливость, температура тела, объем оперативной памяти, простые и сложные моторные реакции на сигналы различных раздражителей (например, зрительно-моторные), концентрация внимания и другие.

Энергетические затраты организма в покое и выполнении определенной работы вычисляют по объёму потребляемого кислорода. Энергетические затраты в покое составляют от 65 до 100 Дж/с (54-86 ккал/ч).

Характеристики сердечно-сосудистой и дыхательной систем являются важными показателями физиологического состояния организма. В нормальном состоянии у здорового человека частота пульса составляет 60-64 удара в минуту, при физических нагрузках может достигать 200 ударов. При этом минутный объем сердца в покое составляет 3-4 л/мин, а при интенсивной нагрузке может достигать 30-35 л/мин. Артериальное давление в норме составляет 120 на 80 мм. рт. ст., при работе у здорового человека может увеличиваться на 70-80 мм. рт. ст. Легочная вентиляция в покое составляет6-8 л/мин, при работе может доходить до 100 л/мин. Частоты дыхания в покое составляет 14-18 вдохов в минуту, а при работе доходит до 30-40 вдохов.

Основными анализаторами, с помощью которых человек получает информацию из окружающей среды являются: зрительный, слуховой, тактильный, вкусовой, обонятельный, кинестатический, температурный и вестибулярный. В табл. 2.15 приведены характеристики основных анализаторов человека.

С помощью анализаторов человек ощущает и различает тот или иной сигнал. Минимальная величина раздражителя, вызывающая едва заметные ощущения, носит название абсолютного нижнего порога, а максимально допустимая – название верхнего порога чувствительности, сигналы, величина которых меньше нижнего порога не воспринимаются, а сигналы, превышающие верхний порог вызывают болевые ощущения. Интервал между нижним и верхним порогами называется диапазоном чувствительности анализатора.

Дифференциальный порог представляет минимальное различие между двумя состояниями одного раздражителя, вызывающее заметное различие ощущений.

Оперативный порог различия между сигналами в 10 – 15 раз больше дифференциального и соответствует такой величине различия между сигналами, при которой точность и скорость различения достигают максимума. Оперативный порог имеет очень важное значений при проектировании систем «человек-машина» и при учете факторов влияния внешнего воздействия на реакции человека в процессе работы.

Зрение позволяет воспринимать форму, цвет, яркость и движение предметов. Раздражителем зрительного анализатора является световая энергия, а рецептором глаз. Диапазон чувствительности зрительного анализатора от 10^-6 до 10⁶ кд/м² . Наилучшие условия для работы при условиях адаптирующей яркости от нескольких десятков до нескольких сотен кд/м². Человек воспринимает освещённость предмета, которая измеряется в люксах.

Табл. 2.15

Характеристики основных анализаторов человека

Диапазон от 4·10^-9 до 10³ лк. Видимость предметов определяется контрастом их по отношению к фону. Оптимальная величина контраста считается равной 0,6 – 0,95. Работа при прямом контрасте считается более благоприятной.

Пространственные характеристики зрительного анализатора определяются воспринимаемыми глазом размерами предметов и их месторасположением в пространстве. Остротой зрения называется способность глаза различать мелкие детали предметов. Они определяются величиной, обратной тому минимальному размеру предмета, при котором глаз его различает. Угол зрения равный 1', соответствует единице остроты зрения. Оперативный порог остроты зрения составляет 15', при этом острота зрения зависит от уровня освещённости, расстояния до рассматриваемого предмета и его положения относительно наблюдателя. Наиболее чёткое различение деталей имеет место в зоне центрального зрения (примерно 10^О). В зоне ясного видения (30 – 35^О) опознаются предметы без различения мелких деталей – при неподвижном глазе, В зоне периферического зрения (75 – 90^О), при неподвижном глазе, предметы обнаруживаются, но не распознаются.

Временные характеристики зрительного анализатора определяются временем, необходимым для возникновения зрительного ощущения.

Латентный период – промежуток времени от момента подачи сигнала до момента возникновения ощущения, т.е. период зрительной реакции для большинства людей лежит в пределах 160 – 240 мс. Если же человек должен реагировать на дискретно появляющиеся сигналы, то период их следования должен быть не меньше времени сохранения ощущения и составляет
0,2 – 0,5 с.

Критической частотой мельканий называется та минимальная частота появления изображений, при которой возникает их слитное восприятие. Она зависит от яркости, размеров и конфигурации предмета. При обычных условиях она лежит в пределах 15 – 25 Гц.

Временные характеристики зрения определяют также восприятие движущихся объектов. Минимальная скорость движения, которая может быть замечена глазом, зависит от наличия в поле зрения фиксированной точки отсчета. При наличии такой точки абсолютный порог восприятия скорости равен 1 – 2 угл. мин/с. Если такая точка отсутствует – 15 – 30 угл. мин/с.

Для некоторых видов трудовой деятельности (операторов пультов управления в системах «человек-машина») процесс восприятия состоит в информационном поиске тех или иных символов. При этом средняя длительность зрительной фиксации в различных задачах поиска характеризуется следующими данными: чтение буквы или цифры – 310 мс, поиск условных знаков – 300 мс, поиск простых геометрических фигур – 200 мс, фиксация загорания или погасания индикатора – 280 мс. Информационное поле оператора, с точки зрения минимизации поиска, должно быть ограничено зоной ясного видения – примерно 10^О и в эту зону должно попадать не более чем 4 – 8 предметов различения.

Слуховой аппарат человека воспринимает звуки в диапазоне частот от 15 Гц до 20 кГц. Порог слышимости Р_о на частоте 2000 Гц соответствует звуковому давлению 2·10^-5 Па., а порог Р_бо болевого ощущения – 2·10² Па. Звуковой анализатор различает относительную громкость звуков. Поэтому громкость звука измеряют в децибелах – дБ. Порог слышимости принят за уровень отсчета громкости и соответствует 0 дБ. Порог болевого ощущения

дБ.

Дифференциальный порог зависит как от интенсивности звука, так и от его частоты. В пределах среднечастотного участка (1000 – 4000 Гц) величина дифференциального порога составляет примерно 0,1 от исходной интенсивности.

Различение по частоте при интенсивности звука выше 30 дБ в диапазоне частот от60 до 2000 Гц составляет 2 – 3 Гц. В диапазоне более высоких частот дифференциация звуков по частоте затрудняется. При достаточно высокой интенсивности (более 30 дБ) и частоте более 1000Гц слуховое ощущение возникает уже при длительности звука 1 мс, но она воспринимается как щелчок. При меньшей интенсивности временной порог растет и при 10 дБ на той же частоте составляет 50 мс. Другие анализаторы в практике построения систем «человек-машина» практически не используются, поэтому мы их не рассматриваем. Восприятие и понимание речевых сообщений в значительной мере зависит от темпа их передачи. Оптимальным считается темп 120 слов в минуту. Сообщения хорошо воспринимаются при темпе 160 слов в минуту. Чтобы речевые звуки были понятными, их интенсивность должна превышать интенсивность шумов примерно на 6 дБ.

При проектировании систем «человек-машина» учитывают также антропометрические характеристики операторов, к которым относятся размеры и пропорции человеческого тела. Очень важно, чтобы рабочее место, его освещенность, окраска, расположение приборов и элементов управления были спроектированы в гармонии с антропометрическими параметрами оператора, такими как высота тела, длина вытянутой руки, высота глаз, высота колен, длина вытянутой ноги и др. Обычно проектировщики используют среднестатистические данные для населения.