Человек – это живая система, представляющая единство физического и духовного, природного и социального, наследственного и приобретенного.
Человек относится к виду «человек разумный»; к роду «человек»; к се-мейству «гоминид»; к классу «млекопитающие»; к типу «хордовые».
Основные элементы защитной системы человека
За миллионы лет в ходе эволюции у человека выработалась надежная ес-тественная защитная система от опасностей. Как она устроена и каковы ее основные элементы?
Человек осуществляет связь со средой посредством анализаторов, кото-рые называются органами чувств. Характеристики анализаторов необходимо учитывать при создании систем безопасности. Любой анализатор состоит из рецептора, проводящих путей и мозгового центра. Рецептор превращает энер-гию раздражителя в нервный импульс. Передающие пути передают импульс в кору головного мозга. Мозговой центр обрабатывает информацию и принима-ет в ответ на нее решение.
Основой естественной системы защиты от опасности является нервная система, которая подразделяется на центральную и периферическую /1,2/. Цен-тральная нервная система включает в себя головной и спинной мозг и состо-ит из десятков миллиардов нервных клеток. Периферическую нервную сис-тему составляют особые волокна – нервы, которые пронизывают все без ис-ключения органы. С нервными волокнами связаны специальные чувствитель-ные аппараты, воспринимающие сигналы внешнего мира и самого организма , которые академик И.П. Павлов назвал анализаторами (датчиками). Все анали-заторы имеют специализацию: одни реагируют на укол, другие - на температу-ру и т.д. В зависимости от природы раздражителя датчики-анализаторы под-разделяются на несколько групп:
- механорецепторы – периферические отделы скелетно-мышечной и вестибулярной систем (вестибулярные, гравитационные рецепторы, рецепторы кожи и опорно-двигательного аппарата и др.);
- терморецепторы – воспринимают температуру как внутри организма, так и в окружающей организм среде ;
- хеморецепторы – реагируют на воздействие химических веществ (ре-цепторы вкуса, обоняния);
- фоторецепторы – воспринимают световые раздражители;
- болевые рецепторы – особая группа, возбуждаемая механическими, химическими или тепловыми раздражителями.
Морфологически рецепторы представляют собой клетку, снабженную во-лосками – «ресничками». Для возбуждения фоторецептора достаточно 5-10 фо-тонов; для обонятельного – одной молекулы вещества. При длительном воздей-ствии раздражителя на рецептор чувствительность последнего постепенно сни-
22
жается, когда действие раздражителя исчезает – чувствительность чаще всего восстанавливается. С помощью анализаторов человек получает информацию об окружающем мире. Количество полученной информации измеряется в битах. Например, поток зрительной информации может составлять до 109 бит/с, но нервные клетки пропускают всего до 106 бит/с, а в памяти человека, в среднем, остается 1 бит/с /1/. Анализаторы превращают энергию раздражителей в нервные импульсы, которые со скоростью около 120 м/сек поступают по нер-вам в ЦНС. Здесь они распознаются, вырабатывается ответное решение орга-низма, затем поступают приказы для исполнительных органов, которые совер-шают нужные действия. Таким образом нервная система, обеспечивая реакцию организма на внешние раздражители, приводит организм в равновесие с окру-жающей средой. Эту деятельность физиолог И..М. Сеченов назвал рефлектор-ной. Благодаря рефлекторной деятельности организм человека защищен от опасностей (в рамках возможностей человека). При описании анализаторов ис-пользуют следующие характеристики:
- Пороговая величина. Не всякое внешнее раздражение вызывает ощущение. Для начала ощущения нужно достичь определенной пороговой величины.
- Предельное значение. С увеличением интенсивности свыше некото-рого предельного значения раздражителя анализатор перестает рабо-тать адекватно, вызывается боль и нарушение деятельности анализато-ра.
- Диапазон чувствительности анализатора. Интервал от порога чув-ствительности до предельного значения называют диапазоном чув-ствительности анализатора.
- Дифференциальный порог. Минимальная разность между интенсив-ностями двух раздражителей, которая вызывает едва заметное разли-чие ощущений, называется дифференциальным порогом
- Латентный период – время от начала действия раздражителя до появ-ления раздражения.
Существует основной психофизический закон Вебера-Фехнера, который выражает связь между интенсивностью раздражителя и силой вызванного им ощущения:
Реакция организма прямо пропорциональна относительному приращению раздражителя /1,2/. dE = K dI ,
где dЕ – элементарное ощущение организма, К – коэффициент пропорциональности;
dÉ - элементарное приращение раздражителя.
Другую запись уравнения получают, интегрируя выражение и принимая К рав-ным 10. При этом получим:
E =10×lg I +C I0
23
где É0 – пороговое значение ощущения, или минимальная энергия раздражите-ля, которая начинает вызывать ощущение
В многообразной рефлекторной деятельности мозга выделяют врожден-ные безусловные рефлексы и приобретенные условные.
Безусловные рефлексы передаются по наследству. Учеными доказано, что за рефлексы, спасающие человека от опасности, отвечает особая система клеток в спинном и головном мозге. В ЦНС одновременно поступает огромное количество информации: как в ней разобраться и выделить существенную, кто отсортирует ее по степени важности? Самые важные сведения для человека – это сведения, имеющие значение для жизнедеятельности всего организма, за-тем для безопасности отдельных органов и систем.
Особый тип рефлекторной деятельности – условные рефлексы. Услов-ные рефлексы открыты Павловым И.П. По его определению: условный рефлекс – это временная гибкая связь сигналов с ответной деятельностью челове-ка. Она формируется на основе опыта. Значение этих рефлексов огромно. Бла-годаря им человек может заблаговременно предпринять необходимые действия для защиты от опасности, не видя самой опасности, но ориентируясь на при-знаки. Условный сигнал, не получающий практического подкрепления, посте-пенно угасает, в конце совсем исчезает. Этим обусловлена низкая эффектив-ность некоторых мероприятий по охране труда. Поэтому, надо постоянно про-ходить инструктаж, чтобы подкреплять знания.
Живой организм постоянно приспосабливается к воздействию негатив-ных внешних воздействий. Универсальное свойство сохранять стабильность работы различных органов в ответ на изменяющиеся условия ОС называется гомеостаз. При малых уровнях воздействия раздражителя человек просто вос-принимает информацию, поступающую из вне. Человек слышит речь, музыку, запахи. При высоких уровнях раздражения появляются нежелательные воздей-ствия. Компенсация изменений факторов среды обитания возможна посредст-вом адаптации (приспособления). Защитные реакции человека имеют три ста-дии: нормальная физиологическая реакция (гомеостазис), нормальные адапта-ционные изменения и патологические изменения, которые могут привести к заболеваниям.
В организме человека с рождения функционирует ряд систем обеспече-ния безопасности . К ним относятся глаза, уши, кожа, иммунная система и др.
Кожа /1/ – внешний покров тела – орган со сложным строением. Он вы-полняет несколько функций: защищает организм от воздействия внешней сре-ды, является носителем рецепторов, играет роль терморегулятора и др. Кожа состоит из трех слоев: наружный (эпительный - эпидермис), собственно кожа (дерма) и подкожная жировая клетчатка.
Защитные функции кожи: эпидермис и жировая ткань предохраняют организм от ушибов, растяжений, давления; пигмент меланин, находящийся в коже, предохраняет от воздействия УФ- излучения; кожное сало и пот создают кислую среду, непереносимую многими микробами; роговой слой также не-проницаем для микробов.
24
Секреторная функция: с кожным салом и потом через кожные поры вы-деляются микробные токсины и эндогенные яды, через сальные железы в орга-низм поступают лекарственные вещества.
Обменная функция: через кожу происходит минеральный, водный и уг-леводный обмен.
Терморегулирующая функция: 80% теплоотдачи осуществляется через кожу. При высокой температуре внешней среды кожные сосуды расширяются и теплоотдача за счет конвекции усиливается, при низкой температуре сосуды сужаются (кожа бледнеет) , теплоотдача уменьшается.
К естественной защите человека относят также следующие функции. Чихание – форсированный выдох через нос и кашель – форсированный
выдох через рот. Благодаря высокой скорости струя воздуха уносит с собой из полости носа или рта инородные тела и раздражающие агенты.
Слезотечение – возникает при попадании раздражающих веществ на слизистые (нос, горло, трахеи, бронхи). Слезы выделяются наружу и попадают внутрь носовой полости, смывая раздражающие вещества (при плаче человек «хлюпает» носом). В 1922 г. английский микробиолог Флеминг выделил из слез замечательное вещество - лизоцим, которое убивает патогенные микробы, даже в разведении 1:100 000 000. Лизоцим вырабатывают не только животные, но и некоторые растения, например, хрен, редька, лук. Попадая на микробную клет-ку, лизоцим растворяет ее оболочку и затем убивает микроб. Кожу, слизистые и лизоцим считают первым защитным барьером организма.
Боль – выполняет защитную функцию информационным способом – ука-зывает на нарушение нормального течения физиологического процесса в орга-низме и место этого нарушения.
Движение – активное движение может приглушить физическую и ду-шевную боль (Говорят: «Человек забывается на работе»). Кроме того движение может отодвинуть или отгородить человека от опасности (убежать, закрыться руками, закрыть глаза и др.). Движение осуществляется с помощью двигатель-ного аппарата – за счет сокращения двигательных мышц. Сила сокращения мышц человека колеблется в широких пределах. Например, сила кисти 450–650 Н, а при тренировке может быть доведена до 900Н. (Н – Ньютон - единица си-лы.: 1ньютон = 1 кг⋅ 1м/1 с2). Сила сжатия кисти составляет в основном для правой руки 500 Н, для левой – 450 Н. Зная эти средние значения, определяют оптимальные усилия для некоторых органов управления:
- Рукоятка – оптимально 20-40 Н, максимально 100 Н. - Кнопки, тумблеры, переключатели – 140-600 Н,
- Ножные педали – 20-500 Н
- Рычаги ручного управления – 20-160 Н.
Скорости, развиваемые движущимися руками человека от 0.01 до 8000 см в сек.
Для борьбы с болезнетворными микробами у человека имеется второй защитный барьер. Пройдя первый барьер (если кожа или слизистые поврежде-ны), микробы встречаются со вторым барьером: с лейкоцитами крови или с белыми кровяными телами. В 1 куб. мм крови содержится 8 тыс. лейкоцитов.
25
(У взрослого человека 5-8 литров крови). Борьбу лейкоцитов и микробов изу-чал И.И. Мечников и назвал этот процесс фагоцитоз.
Свойство организма , обеспечивающее его устойчивость в борьбе в бо-лезнетворными микробами и вирусами, называются иммунитетом. Различа-ют врожденный и приобретенный иммунитет. Врожденный иммунитет насле-дуется генетически. Например, человек не может заболеть собачьей чумкой, а собаки не болеют клещевым энцефалитом. Если болезнетворные микробы и попадают в организм, их быстро распознают и обезвреживают посредством развивающегося воспаления. Кроме лейкоцитов крови с микробами борются селезенка, печень, лимфатические узлы.
Дважды одной инфекционной болезнью не болеет человек из-за приоб-ретенного во время первого заболевания иммунитета. Он обеспечивается спе-цифической сывороткой крови - антителами, возникающими из гамма-глобулина после первой болезни. Но вырабатывается иммунитет не ко всем микробам. Приобретенный иммунитет можно создать искусственно, вводя в организм соответствующую вакцину. В качестве вакцины используют или ос-лабленные штаммы болезнетворных организмов, на которые человек выраба-тывает антитела, либо это сами выработанные другим организмом антитела. Но изменение иммуноактивности организма не всегда полезно – при повыше-нии чувствительности к какому-нибудь веществу или инородному белку может возникнуть аллергическое заболевание.
2.2. Анализаторы человека
А. Тактильный анализатор (осязание) /1,24/. На коже человека имеет-ся около 500 тысяч неравномерно расположенных точек – тактильных анализа-торов, которые реагируют на механические раздражители (прикосновение, дав-ление).Абсолютный порог тактильной чувствительности определяется по ми-нимальному давлению предмета на кожную поверхность, при котором начи-нается ощущение. На различных частях тела эти пороги различны.
Примерные пороги ощущения: на кончиках пальцев – 3 г/мм2;
на тыльной стороне кисти – 12 г/мм2; на животе – 26 г/мм2;
на пятке – 250 г/мм2.
Временной порог тактильной чувствительности менее 0.1 с. Характерная осо-бенность тактильных анализаторов – быстрое развитие адаптации, т.е. исчезно-вение чувства прикосновения при давлении. Время начала привыкания (адапта-ции) от 2 до 20 с.
Б. Болевой анализатор. Боль – сигнал тревоги для организма. На 1 кв. см кожи имеется не менее 100 болевых точек – оголенных окончаний нервов. Организм реагирует на боль рефлекторным движением. Между тактильными и болевыми рецепторами имеется противоречие: наименьшая плотность болевых
26
приходится на те участки кожи, которые богаты тактильными рецепторами. Это связано с различием функционального назначения рецепторов: болевые играют оборонительную и информационную роль, а тактильные – ориентировочную.
Биологический смысл боли заключается в том, что она, являясь сигна-лом опасности, мобилизует организм на борьбу за его самосохранение. Под влиянием боли перестраивается работа всех систем и повышается реактивность организма. Но боль, выполняя полезную функцию, может сама по себе стать опасной. При болевом шоке может возникнуть гибель организма.
Пороги болевой чувствительности: - кожа живота – 20 г/мм2;
- кончики пальцев – 300 г/мм2.
Критическая частота слияния болевых раздражителей 3 Гц. Предполагается, что психофизический закон Вебера-Фехнера для этого анализатора не действу-ет.
В. Температурные анализаторы /1/ . Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, обеспе-чиваемой терморегуляцией. Температура кожи человека ниже температуры те-ла и различна на разных участках: на лбу – 34-35 о С; на лице- 20-25о С; на жи-воте 34о С; на стопах ног –24 -27 о С. Средняя температура раздетого человека – 30-32 град. С.
В коже человека обнаружено два вида тепловых рецепторов: одни реаги-руют только на тепло, другие – на холод. Всего на коже насчитывают около 30 тыс. тепловых точек и 250 тыс. холодовых. Абсолютный порог температурной чувствительности для тепловых точек – 0.2 град. С, для холодовых – 0.4. Порог различительной чувствительности около 1 град. С. Температурные анализаторы защищают организм от перегревания и переохлаждения.
Г. Вибрационный анализатор. Вибрация высокой интенсивности может при-вести к серьезным нарушениям деятельности всех систем человека и даже к тяжелому заболеванию. При небольших значениях интенсивности и длительно-сти вибрация может быть полезна: снимает усталость, повышает обмен ве-ществ, увеличивает мышечную силу (действие вибромассажера). Специальных анализаторов, воспринимающих вибрацию, пока ученые не обнаружили.
Диапазон ощущений вибрации колеблется от 1 до 10 000 Гц и различен для разных частей тела. Наиболее чувствительны к вибрации дистальные уча-стки тела (наиболее удаленные от медиальной плоскости, например, кисти рук).
Д. Вкусовой анализатор. В физиологии существует четырехкомпонент-ная теория вкусовых ощущений: сладкое, горькое, кислое и соленое. Все ос-тальное – их комбинации. Вкус воспринимается вкусовыми луковицами – мик-роскопическими образованиями в слизистой языка. Таких луковиц во рту не-сколько тысяч. Каждая луковица имеет 10-15 вкусовых клеток с ворсинками. Каждая луковица различает чаще всего один вкус. Разные участки языка имеют
27
разную чувствительность к вкусовым веществам: кончик языка более чувстви-телен к сладкому, корень языка – к горькому, края языка – к кислому.
Е. Обонятельный анализатор. Запах может служить сигналом, преду-преждающим об опасности. Для распознавания опасных для здоровья газов, не имеющих своего запаха, к ним для обеспечения безопасности добавляют одо-ранты. Приборов для определения запаха, лучших носа живого организма, по-ка нет. Обоняние у человека развито очень сильно, но многие животные его превосходят. Слоны, например, улавливают запахи слонихи на расстоянии 5 км.
У человека 60 миллионов обонятельных клеток. Они располагаются в слизистой носа на площади около 5 кв. см. Клетки покрыты огромным количе-ством волосков длиной 30-40 ангстрем, и площадь их соприкосновения с пах-нущими веществами составляет 5-7 кв. м. Если на анализаторы попадает опас-ное для здоровья вещество, то рефлекторно замедляется или прекращается ды-хание (хлороформ, нашатырный спирт). Запахи способны вызвать отвращение к пище или другие отрицательные реакции (тошнота, обморок). Некоторые запа-хи изменяют (усиливают) зрительную функцию (толуол), слуховое восприятие (бензол) или повышает чувствительность одних рецепторов, снижая при этом других (камфора, например, усиливает чувствительность зрительных анализа-торов к зеленому спектру и снижает к красному).
Абсолютный порог обоняния у человека измеряется долями миллиграмма на литр воздуха, но общепризнанной классификации обонятельных ощущений нет.
Ж. Слуховой анализатор /1,2,24/. Звуковые сигналы доставляют для че-ловека значительную часть информации. Звуки воспринимаются ушами. Чело-веческое ухо – поразительно чувствительный орган. Оно способно восприни-мать перепад давления, какое происходит при подъеме в высоту на 8 мм. Чело-веческому уху доступны механические колебания с частотой от 16 до 20 000 Гц.
По своему строению ухо делится на три части: внутреннее, среднее и на-ружное и выполняет две функции: восприятие звуков и сохранение равновесия тела.
Наружное ухо состоит из ушной раковины и слухового прохода (2.7 см). Ушная раковина служит для улавливания звука и определения направления звука. Слуховой проход наглухо закрыт барабанной перепонкой толщиной 0.1 мм. Под влиянием звукового давления перепонка колеблется.
Среднее ухо заполнено воздухом. В нем имеются три маленькие косточки: молоточек, наковаленка и стремечко.
За средним расположено внутреннее ухо, заполненное специальной жид-костью. В нем находятся два органа: орган слуха и вестибулярный аппарат. В органе слуха находятся около 23 тысяч клеток – анализаторов, в которых зву-ковые волны превращаются в нервные импульсы.
28
Основными параметрами звуковых волн являются уровень интенсивно-сти и частота, которые субъективно человеком воспринимаются как гром-кость и высота звука. По частоте область звуковых ощущений простирается от 20 до 20 000 Гц. Величина порога слышимости зависит от частоты звука. Верх-ней границей порога слышимости является порог болевой чувствительности (130-140) дБ. Соотношение уровня интенсивности и частоты определяет уро-вень громкости звука.
З. Зрительный анализатор . Зрение – сложный биологический процесс. С помощью зрения человек познает форму, цвет, величину предметов реально-го мира, направление и расстояние до них. Орган зрения – глаз – обладает вы-сокой чувствительностью. Сетчатка глаза содержит множество отдельных све-точувствительных элементов, которые воспринимают излучения с длиной вол-ны от 380 (фиолетовый) до 760 (красный) нанометров (одна миллиардная часть метра). Остальной спектр человек без приспособлений не видит. Глаз реагиру-ет на яркость, которая представляет собой отношение силы света (интенсивно-сти), излучаемой поверхностью, к площади этой поверхности. Яркость выража-ется в нитах (нт). При больших яркостях возникает эффект ослепления (более 30 000 нт). Гигиенически приемлемая яркость до 5 000 нт. Например, яркость ночного безлунного неба равна 1⋅10-4 нт; спирали лампы накаливания - 5⋅106 нт; солнца - 5⋅109 нт.
Под контрастом понимается степень воспринимательного отличия ме-жду двумя яркостями, разделенными в пространстве или времени (отличие предмета от фона).
Острота зрения характеризует минимальный угол, под которым две точки видны как раздельные. Две точки объекта, расположенные настолько близко друг к другу, что их изображения на сетчатке глаза попадают в один и тот же светочувствительный элемент, расположенный на сетчатке глаза, вос-принимаются глазом как одна точка. Минимальный угол зрения, при кото-ром две черные точки на белом фоне различаются как отдельные, называ-ется остротой зрения. Обычно острота зрения лежит в диапазоне от 1 до 10 минут. 1 минута – это угол, под которым виден отрезок в 1 см на расстоянии 34 метра от глаза /1/. Острота зрения у одного и того же человека зависит от ос-вещенности, контрастности, формы и размеров объекта и др.
Оптический анализатор глаза включает два вида рецепторов: палочки (130 млн.) и колбочки (7 млн.). Колбочки – рецепторы хроматического зрения, они обеспечивают «дневное» зрение. Второй вид рецепторов - палочки – ре-цепторы ахроматического зрения, осуществляющее «ночное» видение. Ощу-щение, вызванное световым сигналом, в течение некоторого времени сохраня-ется, несмотря на исчезновение сигнала. Инерция зрения составляет 0.1-0.3 с. Если сигнал был большой интенсивности, то возникает послеобраз в дополни-тельном цвете ( темные предметы кажутся светлыми, а светлые – темными). При резком интенсивном сигнале послеобраз чаще возникает желтого или красного цвета. При резком воздействии прерывистых раздражителей (мелька-ний) возможно появление стробоскопического эффекта. Если время, разде-
29
ляющее дискретные акты наблюдения, меньше времени гашения зрительного образа, то прерывистое наблюдение субъективно ощущается как непрерывное. При этом эффекте возможна иллюзия неподвижности движущихся предметов, что может стать причиной травм и аварий. Негативное действие стробоскопи-ческого эффекта увеличилось с появлением газоразрядных ламп. Колебания электрического напряжения в сети создают колебания светового потока. Если частота вращения совпадет с частотой колебания светового поля, создается эффект остановки вращающейся детали.
При восприятии объектов в двумерном и трехмерном пространствах раз-личают поле зрения и глубинное зрение. Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120-160 градусов, в вертикальном вверх – 55-60; вниз – 65-72 градусов. Ошибка оценки расстояния до 30 метров составляет 12 %.
И. Цветовой анализатор. Благодаря палочкам человек видит ночью, но зрение его бесцветное. Днем главный орган – колбочки и зрение человека цвет-ное. У голубей и кур нет палочек, только колбочки – они ночью не видят. От-клонения бывают и у человека: дальтонизм, цветовая слепота, куриная слепота. При цветовой слепоте все цвета воспринимаются как серые. Дальтоники не различают красный и зеленый цвета: они для них кажутся серыми. Дальтони-ками являются около 5% всех мужчин и только 0.5% женщин.
Любой цвет человек воспринимает как комбинацию трех основных цве-тов: красный, синий и зеленый. Наиболее чувствительна сетчатка глаза к зеле-ному цвету. Это самый полезный успокаивающий цвет.
К. Органический анализатор . Мозг человека получает информацию не только от внешней среды, но и от самого организма. Чувствительные аппараты имеются практически во всех внутренних органах, они вырабатывают сигналы, которые являются необходимым условием для регуляции деятельности внут-ренних органов. Пороги их изучены недостаточно. Нервная система поддержи-вает состояние всех органов в относительном постоянстве – в гомеостазе.
В вопросах защиты от опасности имеет значение время реакции орга-низма на различные раздражители. Для разных людей и разных анализаторов это время различно.
Таблица 2.1 – Среднее время реакции человека на раздражитель
|
Анализатор |
Раздражитель |
Время реакции, сек |
||||||
|
болевой |
укол |
0.13 |
||||||
|
вестибулярный |
вращение |
0.4 |
||||||
|
Вкусовой: |
горький |
1.08 |
||||||
|
кислый |
0.54 |
|||||||
|
сладкий |
0.45 |
|||||||
|
соленый |
0.31 |
|||||||
|
зрительный |
свет |
0.15 |
||||||
30
|
Анализатор |
Раздражитель |
Время реакции, сек |
||||||
|
слуховой |
звук |
0.12 |
||||||
|
тактильный |
прикосновение |
0.09 |
||||||
|
температурный |
тепло, холод |
0.28 |
||||||
Все перечисленные анализаторы функционируют в сложном взаимодей-ствии. Ядром является рефлекторный путь – постоянные и временные нервные связи между их мозговыми концами. Структура связей формируется в зависи-мости от условий жизни человека. Если человек попадает в необычную ситуа-цию, то может возникнуть конфликт. Чтобы предотвратить его появление, нужно сформировать новые рефлекторные пути за счет тренировок. В реальных условиях на каждый анализатор одновременно действуют несколько раздражи-телей, причем действие одних сказывается на действие других анализаторов. Например, сильный шум снижает зрение. Чувствительность зрительного ана-лизатора изменяется под действием запахов, температуры, вибрации. Поэтому, определяя оптимальные условия функционирования человека, нужно учиты-вать всю систему возможных раздражителей.
2.3. Функциональные состояния действующего человека
Эффективность деятельности человека зависит от многих факторов: от предмета и орудий труда, организации рабочего места, работоспособности и др. Под работоспособностью /24/ понимают величину функциональных воз-можностей организма человека, характеризующуюся количеством и качеством работы, выполняемой за определенное время. Во время выполнения человеком любых действий проходит несколько фаз изменения его работоспособности.
1. Фаза мобилизации (предстартовая). При этом повышается тонус цен-тральной нервной системы, усиливается функциональная активность органов и систем. Субъективно фаза выражается в постановке задачи, продумывании действий, мысленном «проигрывании» предстоящих действий. Нередко эта фаза длится значительное время.
2. Фаза первичной реакции. Характерно небольшое снижение почти всех показателей, но эта фаза довольно кратковременная - длится не-сколько минут.
3. Фаза гиперкомпенсации. Продолжение первой фазы. Человек при-спосабливается к наиболее экономному, оптимальному режиму – фаза «врабатывания». Уровень работоспособности постепенно повышается по сравнению с исходным, в зависимости от характера труда фаза мо-жет длиться от нескольких минут до 2-2.5 часов.
4. Фаза компенсации. Устанавливается оптимальный режим работы. Эффективность труда в этой фазе максимальная. При планировании работ необходимо стремиться к удлинению этой фазы.
5. Фаза субкомпенсации. Высокий уровень производительности начи-нает снижаться. Показатели ухудшаются. Наступает утомление.
31
6. Фаза декомпенсации. Быстро ухудшается состояние организма. Сни-жаются все показатели.
7. Фаза срыва. Наблюдается значительное расстройство регулирующих механизмов.
Начиная с фазы субкомпенсация начинается состояние утомления.
2.4. Психические качества человека и их связь с работоспособностью
Характер реакций человека на опасность зависит от личностных ка-честв: безусловных рефлексов, физического и психического состояния челове-ка, профессиональных навыков, опыта, мотивации к безопасности деятельно-сти. Большое значение имеет развитый оборонительный инстинкт: отдергива-ние руки от горячего, закрывание глаз при вспышке яркого света, убегание от собаки. К психофизиологическим свойствам человека , влияющим на его спо-собность реагировать на опасность, относятся также следующие: способность обнаруживать сигналы опасности, скоростные возможности человека и др. Они зависят от утомленности человека, степени опьянения, здоровья и др. Защи-щенность людей от опасности зависит и от комплекса индивидуальных психи-ческих качеств: темперамента, внимания, мышления, воли, координации дви-жений, эмоциональной устойчивости и др. Совокупность этих свойств называ-ют человеческим фактором.
Человеческий фактор определяет степень защищенности человека от опасности. В большей степени человеческий фактор формируется в процессе практической деятельности человека, в меньшей степени он является врожден-ным.
Исследование причин несчастных случаев показывает, что нередко они являются следствием психологических особенностей человека, таких как не-достаточная концентрация внимания, неосмотрительность, нехватка навыка терпения, медлительность, импульсивность, агрессивность, нетерпимость к замечаниям.
Изучением человеческого психического фактора в безопасности жизне-деятельности изучает наука психология безопасности.
У человека имеются две различные структуры психической регуля-ции. Одна связана с правым полушарием мозга и отвечает за эмоциональ-ные проявления; другая – с левым – управляет информационными процес-сами . Они взаимосвязаны.
Люди обладают разной степенью врожденной защищенности от опасно-сти, потому что они имеют разные психологические качества от рождения. Впервые это установил немецкий ученый Марбе. Он стал автором теории «предрасположенности к несчастным случаям». Суть теории заключается в следующем: некоторые люди от рождения фатально подвержены несчастным случаям. Таких людей назвали «травматиками». Теорию можно выразить по-словицами «Чему быть – того не миновать» или «Кому что на роду написано».
32
Согласно этой теории не имеет смысла и учиться основам безопасности жизне-деятельности.
Профессор Котик М.А. модернизировал теорию Марбе, заменив термин «подверженность» термином «защищенность». Защищенность – это способ-ность человека не создавать опасных ситуаций, а в случае их возникновения – им противодействовать.
Рассмотрим основные этапы деятельности с точки зрения психоло-гии безопасности
. Деятельность у человека возникает, когда в его мозгу формируется цель. Цель может быть поставлена из вне или человек ставит ее себе сам. По-ставив цель, человек определяет, что необходимо сделать, чтобы эта цель была достигнута.
Конкретизированная цель называется задачей. Задача – это цель с уче-том условий, в которых она будет достигаться ( условий как внешних, так и внутренних: опыт, знание и др). Одна и та же работа для одного человека явля-ется элементарной задачей, для другого - невыполнимой.
На третьем этапе у человека формируется план достижения цели. План состоит из последовательности действий.
Операция – это конкретный способ, избираемый человеком для выпол-нения действия. Выбор операции определяется задачей, которую нужно выпол-нить. Человек планирует выполнение только тех операций, которым придает значение.
Субъективное восприятие того или иного действия называют смыслом. Смысл формируется с учетом опыта, с течением времени смысл может изме-ниться. Например, некто, выполняя какое-то действие, получил травму. Некто начинает бояться впредь выполнять подобное действие. Другие субъекты этого факта не знают и не испытывают страха перед выполнением этого действия. Смысл, который человек вкладывает в свои действия, является ключом к его поведению, он позволяет объяснить причину несчастных случаев.
Основательно усвоенное, доведенное до автоматизма действие, превра-щается в навык. Благодаря навыкам отдельные действия выполняются без сознательного контроля. С одной стороны – это плюс. Но из-за появления на-выков могут возникнуть отрицательные явления, например, интерференция.
Выделяют два вида интерференции навыков: ассоциативное торможение и репродуктивное торможение. Ассоциативное торможение – явление, при кото-ром старый навык мешает правильно выполнить операцию. Репродуктивное торможение - это случай, когда срабатывает более прочный навык, но не тот, который нужен в этот момент.
Среди психологических факторов, влияющих на безопасность, важное место занимают мотивы. Мотивы – направляющая и контролирующая сила в предметной области. Исходя из мотивов, можно понять причины, заставляю-щие человека преднамеренно нарушать правила.
В труде проявляются следующие мотивы: выгода, удобство, безопасность и др. В понятие «выгода» включается престиж, зарплата, профессиональная
33
гордость. В мотив «безопасность» – стремление снизить опасность. Мотив «удобство» – это стремление выбрать наиболее легкий путь решения задачи. У разных людей мотивы неодинаковы. Мотивы могут вступать в конфликт друг с другом, например, стремление к выгоде может снизить барьер безопасности. С приближением к цели усиливается сила мотива к ее достижению.
Анализ влияния возраста и стажа работы на травматизм показывает, что возраст работающего в пределах от 16 до 60 лет практически не сказывается на количестве травм; с повышением стажа число несчастных случаев снижается. Исследователи отмечают три пика увеличения вероятности возникновения не-счастных случаев на производстве: первый пик определяется в начале освоения профессии (А на рис.2.2. ) при стаже до двух лет. Он связан с недостатком знаний и отсутствием трудовых навыков. Второй пик выявляется при стаже 5-7 лет ( С на рис.2.2.), он связан с появлением излишней самоуверенности, не-достаточной осмотрительности в работе, бравады, халатности. Третий (Е на рис.2.2.) может возникнуть после 25 лет стажа и связан со снижением внима-ния, скорости реакции, с быстрой утомляемостью работника.
А
С D
Е В
Стаж, годы
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Рисунок 2.2 – Зависимость уровня травматизма от стажа работы /1/
Еще один фактор – биологические ритмы /24/. В конце прошлого века венский психолог Г. Слобода и берлинский врач В. Флейс предположили, что в организме человека действуют три многодневных ритма: физический, эмо-циональный и интеллектуальный. Когда эти ритмы меняют фазу с «+» на «-», защищенность человека от опасностей резко падает. Критические дни каждого человека определяются со дня его рождения и могут быть предсказаны на лю-бой период жизни.
Эта гипотеза проверялась в Японии и на некоторых предприятиях Рос-сии. Работникам высчитывали критические дни, они заранее о них оповеща-лись. Уровень травматизма в эти периоды работы был снижен, но причина, по видимому, заключалась в том, что в эти дни работники были осторожнее.
В 20-е годы было сделано предположение, что перенесенная травма ос-тавляет след и делает человека менее защищенным. Позднее это предположе-ние подтвердилось. Психолог Фрейд назвал это явление «травматическим неврозом». Человек не может забыть то, что с ним когда-то произошло.
В вопросах безопасности имеются различия у мужчин и у женщин. В любых условиях женщины ведут себя более осмотрительно, меньше склонны
34
нарушать правила безопасности, более аккуратны. Но в экстремальных ситуа-циях надежность женщин резко снижается и мужчины успешнее выходят из ситуаций.
Причинами несчастных случаев часто становятся опасные состояния: утомление, заболевания, стресс, опьянение. К опасным состояниям относят и внешние факторы: активность солнца, фазы луны, а также плохой психологиче-ский климат в коллективе, неблагополучная обстановка дома и др. Много не-счастных случаев связано с употреблением спиртных напитков, т.к. алкоголь влияет на нервную систему и на чувствительность рецепторов. В таблице 2.2 приведено влияние выпитого алкоголя на состояние человека. Расчеты сделаны на среднего взрослого человека-мужчину весом 70 кг. Учитывается, что в кровь человека всасывается порядка 70% выпитого спирта ( в сутки).
Таблица 2.2 – Влияние выпитого спирта на психофизическое состояние человека
|
Содержание спирта в промилле (грамм на л крови) |
Количество выпитого спирта, г |
Оценка функционального состояния |
|||||||
|
Меньше 0.3 |
Меньше 31.5 |
Практически трезв |
|||||||
|
0.3-0.4 |
42.0 |
Нарушение координации, снижение внима-ния, повышается порог болевой чувствитель-ности |
|||||||
|
0.5-0.9 |
54.5 |
Слабое опьянение: утомляемость, нарушение движений, сонливость, ухудшение зрительно-го восприятия: отдельные мерцания воспри-нимаются как постоянный источник света, изменения бинокулярности зрения – наруше-ние пространственной ориентации. |
|||||||
|
1.0-1.9 |
199.5 |
Опьянение средней степени: эмоциональная неустойчивость, неясная речь, резкая сонли-вость, замедление звукового, зрительного, болевого восприятия. |
|||||||
|
2.0-2.9 |
304.5 |
Сильное опьянение: снижение болевой чувст-вительности вплоть до полной анестезии |
|||||||
|
3.0-5 |
525 |
Острое отравление, опасное для жизни. Чело-век забывает весь период опьянения, угроза паралича дыхательного центра. |
|||||||
|
Более 5 |
Более 525 |
Смерть |
|||||||
Алкоголь быстро всасывается в кровь: всасывание начинается уже в ро-товой полости и продолжается в ЖКТ в течение 1.5-2 часов. Через 5 минут пер-
35
вые дозы алкоголя достигают головного мозга. Сразу же после приема, начина-ется и выведение алкоголя из организма: его окисление до углекислого газа и воды. Весь процесс окисления продолжается до 2 недель, но наибольшей ин-тенсивности достигает через 6-16 часов. Алкоголь снижает сопротивляемость организма к действию опасных и вредных производственных факторов. Даже трезвый, но употребляющий регулярно алкоголь человек, больше подвержен опасностям.
2.5. Стратегия защиты человека от опасностей
2.5.1. Методы защиты от опасностей
Познакомившись с устройством и свойствами анализаторов человека, ви-дим, что человек самой природой надежно защищен от опасностей. В этом ему помогают и другие, свойственные сугубо человеку свойства: память, мышле-ние, воображение, знания. НО! Все же полностью от опасностей человек не ог-ражден. Значит полагаться только на естественную систему защиты нельзя. Ее необходимо дополнять надежными искусственными средствами с учетом достижений современной науки и техники.
В безопасности деятельности заинтересован как сам человек, так и все общество в целом. От безопасности деятельности зависит здоровье, жизнь че-ловека и производительность его труда. Какими методами и средствами может дополнительно пользоваться человек?
Метод первый
Метод основан на пространственном или временном разделении ноко-сферы (пространства, в котором действуют опасности) и гомосферы ( про-странства, в котором находится человек). Надо стараться отделить опасность от места, где находится человек или , наоборот, воспрепятствовать человеку попасть в зону опасности. При временном разделении, вначале предписывают удалить опасность, затем в это пространство переместить человека. В человеке от природы заложен инстинкт самосохранения: он стремится убежать от опас-ности, спрятаться. Там, где этот инстинкт в полной мере не срабатывает, нужно добиться этого искусственно.
В инженерном отношении первый метод реализуется путем дистанцион-ного управления опасными процессами, комплексной автоматизацией и меха-низацией, применением роботов и автоматов, которые незаменимы в эксплуа-тации атомных электростанций, генераторов сверхмощного излучения и др. К этому же методу относятся ограждения, герметизация и др.
Второй метод
Суть метода состоит в обеспечении безопасного состояния среды, ок-ружающей человека. В компонентах окружающей среды (воздухе, воде, почве) часто содержится много вредных и ядовитых веществ. Смеси некоторых ве-
36
ществ являются взрывоопасными. Для нормализации качества среды и для при-вода ее в безопасное состояние, применяется вентиляция и кондиционирование воздуха, очистка и обеззараживание питьевой воды и др. инженерные решения.
Чтобы уменьшить вредное влияние шума в зданиях, стены делают из зву-копоглощающих материалов, устанавливают глушители шума. Безопасность труда во многом зависит от светового режима, поэтому необходимо уделять внимание естественному и искусственному освещению.
Третий метод
Усиление защитных сил самого человека. Известно, что механизм регули-рования температуры человека справляется со своими обязанностями в диапа-зоне температур внешней среды от – 40 до + 50 град. С, т.е. диапазон допусти-мых температур составляет около 90 град. . В космосе перепад температуры при освещении солнцем и в тени составляет около 300 град. С, но космонавты работали в открытом космосе по несколько часов. В этом им помог спецкостюм - скафандр. В настоящее время созданы специальные средства защиты для го-ловы, ушей, органов дыхания, глаз. Примерами могут служить респиратор, предохранительные пояса у монтажников, наушники, перчатки, специальные резиновые сапоги и др. приспособления. В жизни использование индивидуаль-ных средств защиты создает дополнительные неудобства (трудно все время быть в скафандре), поэтому при отсутствии опасности нужно стремиться нахо-диться без них.
Кроме средств специальной защиты третий метод предусматривает сред-ства, усиливающие адаптацию человека. Это обучение безопасности жизнедея-тельности, тренировка организма, укрепление здоровья и др.
2.5.2. Основы управления безопасностью жизнедеятельности Постоянный риск опасности в любой деятельности выдвигает на одно из
первых мест вопросы техники управления безопасностью.
Под управлением безопасности деятельности понимают организованное воздей-ствие на систему «Человек-среда» с целью достижения заданных результатов. Управ-лять – это значит осознанно переводить элемент системы из одного со-стояния в другое, как правило, менее опасное. При этом должны соблюдаться усло-вия экономической и технической целесообразности.
В управлении БЖД применяется системный подход, который заключает-ся в учете необходимого и достаточного числа компонентов, которым опреде-ляется безопасность.
Важнейшие принципы управления:
процесс принятия решений должен начинаться с выявления и четкого формулирования конечных целей;
всю проблему необходимо рассматривать как единое целое;
37
необходим анализ альтернативных путей достижения цели; подцели не должны вступать в конфликт с общей целью.
При всем этом поставленная цель должна обладать требованиями реаль-ности, предметности, количественной определенности, контролируемости и адекватности.
Наиболее сложная и ответственная задача в создании системы БЖД -формулирование конечной цели, т.е. чего нужно добиться, создавая средства безопасности деятельности. Цель - это иерархическое понятие. Часто ее можно разделить на подцели, которые можно дополнительно ранжировать по степени важности.
Стадии, на которых должны учитываться требования безопасности, обра-зуют полный цикл деятельности: НИР, ОКР, проект, реализация, испытания, производство, эксплуатация, модернизация, реконструкция, консервация, лик-видация, захоронение.
Схему проектирования БЖД можно представить в виде таблицы.
Таблица 2.3 – Схема проектирования средств безопасности деятельности
|
Последовательность дейст-вий |
Результат действий |
||||||
|
Декомпозиция существую-щих или проектируемых объектов деятельности на элементы |
Конкретизируются: 1. Предметы труда 2. Средства труда: машины, устройства 3. Продукты труда, полуфабрикаты 4. Энергия (электрическая, пневматическая) 5. Технические процессы, операции, действия 6. Природно-климатические факторы 7. Персонал Рабочие места, цехи и др. |
||||||
|
Идентификация опасностей, создаваемых каждым эле-ментом, определенным вы-ше |
Перечень опасностей |
||||||
|
Построение «дерева причин и опасностей» |
Причины опасностей |
||||||
|
Количественная и качест-венная оценка опасностей, сравнение с допустимыми уровнями риска |
Перечень причин и опасностей, |
защита от ко- |
|||||
|
торых требуется |
|||||||
|
Определение целей |
Количественное определение параметров, ус- |
||||||
|
ловий труда, |
которые должны быть достигнуты |
||||||
|
Комплексная оценка объек-тов по параметрам безопас-ности |
Интегральные или бальные показатели |
||||||
|
Анализ возможных принци- |
Набор методов, принципов, альтернатив |
||||||
38
|
пов, методов и средств обеспечения безопасности |
|
|
Анализ достоинств и недос-татков потерь и выгод по каждой альтернативе |
Выбор приемлемого варианта |
|
Анализ приемлемых мето-дов, принципов, средств |
Конкретные решения |
|
Оценка эффективности |
Показатели технического, социального, эконо-мического эффектов |
Контрольные вопросы к теме 2:
1. В чем суть закона Вебера-Фехнера?
2. Какие показатели характеризуют чувствительность анализаторов че-ловека?
3. Чем отличаются условные и безусловные рефлексы? 4. Какие защитные системы можно выделить у человека?
5. На какой части тела наибольшее количество тактильных анализато-ров?
6. Какие функции в организме человека выполняет кожа? 7. Какую функцию в защите от опасностей играет боль?
8. Какой из анализаторов человека имеет меньшее время реакции? 9. Является ли движение защитной функцией человека?
10.Какие фазы в деятельности человека можно выделить? 11.С какой фазы начинается утомление?
12.Положительную ли роль в психофизических свойствах человека иг-рают навыки?
13. Какие мотивы можно выделить в деятельности человека? 14.Что такое «человеческий фактор» в системе безопасности? 15.Как влияет стаж работы на безопасность деятельности? 16.Как влияет пол человека на безопасность жизнедеятельности? 17.Что называется «второй защитный барьер человека»? 18.Назовите три метода искусственной защиты от опасностей. 19.К какому из методов относится инструктаж на рабочем месте?
20.Каким будет состояние среднестатистического человека, выпившего 200 г водки?
39
Поможем написать любую работу на аналогичную тему