5.2 Методы и средства защиты пользователей от воздействия на них опасных и вредных факторов при эксплуатации ЭВМ

В этой главе рассматриваются способы организации рабочего места оператора ВДТ и ПЭВМ так, чтобы все вредные факторы, рассмотренные в предыдущей главе, были сведены к минимуму.

5.2.1 Основные требования к видеодисплейным терминалам

Эти требования сформулированы в разделе 4 ГОСТ 50948-96 «Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности» и в п. 6.2 -- 6.4 ГОСТ Р 50923-96 «Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие эргономические требования к производственной среде». В этих документах установлены значения оптимальных и предельно допустимых диапазонов: яркость знака (яркости фона), внешняя освещенность экрана, угол наблюдения экрана. При отсутствии в технической документации на ВДТ данных об оптимальных и допустимых значениях эргономических параметров -- их эксплуатация запрещена [4]. Наиболее важные параметры приведены в таблице:

Таблица 3

Пределы изменений визуальных эргономических параметров и оптимальные допустимые диапазоны их значений

Наименование параметров	Пределы значений параметров	Диапазон значений параметров
	Минимум (не менее)	Максимум (не более)
Яркость знака (яркость фона), кд/мІ	35	120	10-150
Внешняя освещенность экрана, лк	100	250	100-500
Угловой размер экрана, угл. мин.	16	60	16-60
Угол наблюдения, град.	-	Не более +40є от нормали в любой точке экрана дисплея

5.2.1.1 Цветовые параметры ВДТ

Количество цветов, воспроизводимых монохромным дисплеем, должно быть не менее двух (включая цвет невозбужденного экрана), а цветным -- не менее 16. Для монохромных дисплеев предпочтительнее желтый, зеленый, белый или серый фон свечения экрана. Для многоцветных дисплеев не рекомендуется воспроизводить на темном фоне изображения в синем участке спектра [3].

5.2.1.2 Основные требования к конструкции ВДТ

Основная задача конструкции ВДТ -- обеспечить комфортное считывание информации. Экран должен поворачиваться в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси в пределах ± 30є. Корпус должен быть окрашен в спокойные тона и быть матовым. Клавиатура должна свободно перемещаться по столу, иметь опорные приспособления. Угол наклона должен быть от 5є до 15є [2].

5.2.2 Организация рабочего места пользователя ВДТ и ПЭВМ

Рабочие места операторов, если они сидят друг за другом, должны располагаться так, чтобы от тыла одного дисплея до экрана другого было расстояние не меньше 2 метров, а расстояние между боковыми поверхностями дисплеев -- не меньше 1,2 метра. ВДТ и ПЭВМ должны располагаться ниже глаз оператор, но угол наблюдения экрана относительно горизонтальной оси взгляда не должен превышать 60є. Расстояние экрана от глаз оператора должно быть в пределах 600-700 мм. Клавиатура должна располагаться на расстоянии 100-300 мм от переднего края стола [2].

Рабочий стол может быть регулируемым и нерегулируемым по высоте. У регулируемого стола высота должна изменяться от 680 до 800 мм. Нерегулируемый стол должен быть высотой 720 мм. Рабочая поверхность стола должна иметь следующие размеры: глубина не менее 600 мм (лучше 800 мм), ширина не менее 1200 мм [2].

Рабочий стул должен быть подъемно-поворотным и регулироваться по высоте от 400 до 500 мм. У стула обязательно должна быть спинка шириной 380 мм и высотой 320 мм [2].

Параметры положения тела оператора на рабочем месте указаны на рисунке 9.



Рисунок 9. - Допустимые параметры положения тела оператора ПЭВМ

5.2.3 Режим работы операторов ВДТ и ПЭВМ

Определяя режим работы и отдыха оператора надо учитывать все опасные и вредные факторы.

Деятельность человека в течении рабочего дня проходит через несколько фаз:

· предрабочее состояние (настраивание)

· врабатываемость (от состояния покоя до высокопроизводительной деятельности)

· устойчивая работоспособность (период максимальной эффективности), продолжительность этой фазы составляет 2/3 от всего рабочего времени

На графике (рисунок 10а) показана зависимость работоспособности от длительности рабочего дня.

Еще один важный показатель зависимости работоспособности от времени суток (график 10б). Работоспособность изменяется по нескольким интервалам:

· Первый интервал: от 6 до 15 часов, с пиком работоспособности в 10-12 часов

· Второй интервал: с 15 до 22 часов, с пиком в 18 часов

· Третий интервал: с 22 до 6 часов, с пиком в 3 часа (этот ночной пик меньше средних показателей двух других интервалов)

Эти показатели надо учитывать при организации перерывов в работе. При 8-ми часовом рабочем дне надо делать дополнительные перерывы по 15 минут за 2 часа до обеденного перерыва и через 2 часа после него. При ночной работе суммарная длительность перерывов должна увеличиваться на 60 минут. Причем в эти перерывы нужно отдыхать активно -- выполнять физические упражнения и гимнастику для глаз [7].

Работоспособность зависит и от дней недели (рисунок 10в). На первый день приходится врабатываемость; второй - четвертый дни -- период высокой работоспособности; на пятый день развивается утомление.



Рисунок 10. - Графики зависимости работоспособности: а -- в течение 8-ми часового рабочего дня; б -- в течение суток; в -- в течение недели

5.2.4 Помещение для работы с ВДТ и ПЭВМ

К таким помещениям Санитарные нормы и правила предъявляют целый ряд жестких требований. Площадь одного рабочего места должна быть не менее 6 мІ, а объем -- не меньше 20 мі. Помещения не должны соседствовать с помещениями, где уровень шума и вибраций превышает допустимые значения. Температура воздуха в этих помещениях должна быть в холодный период года 21-23 градуса, а в теплый -- не более 22-24 градусов. Относительная влажность воздуха должна быть 40-60%. Увлажнители воздуха, используемые для повышения влажности должны ежедневно заправляться кипяченой водой. Проветривания должны проводиться перед началом рабочего дня и во время обеденного перерыва. Каждый день должна проводиться влажная уборка полов [7].

5.2.5 Защитные меры электробезопасности

Для обеспечения безопасности людей, работающих в электроустановках, используются следующие основные способы защиты от поражения электрическим током:

· Заземление

· Зануление

· Двойная изоляция

· Разделяющие трансформаторы

· Блокировки и быстроотключающие устройства

Чаще всего используются заземление и зануление. В ряде случаев применение только этих мер является достаточным для безопасной работы [5].

5.2.5.1 Защитное заземление и зануление

Защитное заземление служит для создания между корпусом защищаемого устройства и землей надежного электрического соединения с малым сопротивлением. Сопротивление заземления должно быть во много раз меньше сопротивления тела человека. Только в этом случае при прикосновении к корпусу поврежденного устройства по телу пройдет неопасный ток.

Защитное зануление служит для электрического соединения всех металлических корпусов с заземленной нейтралью трансформатора или специальным проводником, который должен иметь повторное заземление. Эта мера превращает всякое замыкание на корпус в короткое замыкание, а это в свою очередь ведет к отключению аварийного участка предохранителем или автоматом.

В сетях напряжением до 1000 В переменного тока получили наибольшее распространение схемы с заземленной и изолированной нейтралью. В сетях с заземленной нейтралью обязательно применять зануление, при котором повторно заземляется и зануляющий провод (рисунок 11а). Наибольшее распространение получили четырехпроводные сети с заземленной нейтралью и заземленным нулевым проводом на напряжение 380 В / 220 В. При такой схеме металлические корпуса через нулевой провод соединяются электрически заземленной нейтралью трансформатора и землей. При замыкании одной из фаз на зануленный корпус происходит короткое замыкание и поврежденный участок отключается предохранителем или автоматом. В сетях с заземленной нейтралью нельзя заземлять корпуса без соединения с нейтралью. Соединение корпуса с нейтралью и одновременно с землей повышает безопасность.

Сети с изолированной нейтралью трехфазного тока чаще всего применяются при повышенных требованиях безопасности (рисунок 11б). В сетях с изолированной нейтралью изоляция всех трех фаз пропускает небольшой ток утечки и емкостной ток. Чем протяженней сеть тем эти оба тока выше. В исправной сети эти токи замыкаются через все три фазы (A, B, C) на землю и в сумме равны нулю. Если из-за повреждения изоляции одной из фаз корпус аппарата окажется под напряжением, то через человека пройдет ток опасный для жизни. Для обеспечения безопасности в этих случаях используют пробивной предохранитель.



Рисунок 11. - Схема зануления электрооборудования: а -- с заземленной нейтралью; б -- заземление с изолированной нейтралью

Особые требования предъявляют к устройствам заземления электроустановок вычислительных центров. Для защиты ЭВМ от электрошумов выполняются две системы заземления: рабочая (для уменьшения наводок электропомех) и защитная (для обеспечения безопасности людей и защиты от шумов высокой частоты). Для электробезопасности обе системы связываются в одной точке -- в опорном узле заземления.

5.2.5.3 Двойная изоляция

Безопасность электроустановок зависит от качества изоляции. Сейчас широко распространены электроприемники (особенно переносные) с двойной изоляцией, корпус и основные части которых выполнены из диэлектриков, а токопроводящие детали соединены через промежуточные изолирующие детали. Важнейшим показателем безопасности электроустановки является сопротивление изоляции. Сопротивление изоляции электромашин и аппаратов напряжением до 1000 В должно быть не менее 0,5 МОм.

5.2.5.4 Разделяющие трансформаторы

Предназначены для электрического отделения электроприемников от первичной сети и сети заземления (зануления). Это помогает избежать последствий повреждения изоляции при однофазных и двойных замыканиях на землю, токов утечки, емкостных токов. Примерная схема включения разделяющих трансформаторов показана на рисунке 12.

Рисунок 12. - Схема включения разделяющих трансформаторов

5.2.5.5 Блокировки и быстроотключающие устройства

Эффективным средством защиты от поражения электрическим током является быстрое отключение (не более 0,1 -- 0,2 секунды) аварийного участка специальными аппаратами. В первую очередь к ним относят устройства защитного отключения (УЗО). Применение этих устройств предписывается ГОСТ Р 50807-95. На рисунке 13 показана одна из схем такого устройства.



Рисунок 13. - Схема включения УЗО

Требования к электропроводкам

При их выборе учитывают следующие факторы:

· В какой среде будут проводки эксплуатироваться (сухие, влажные, сырые, жаркие, пожароопасные и т. д.)

· Степень возгораемости строительных материалов

Большое значение для безопасности имеет правильный выбор сечения проводов и кабелей. Для этого нужно рассчитать нагрузку электроустановки. Провода и кабели подбираются по следующим параметрам:

· Допустимый нагрев

· Допустимое отклонение напряжения

· Механическая прочность

· Соответствие сечений номинальным токам срабатывания защитных аппаратов

Эффективной защитой от коротких замыканий и чрезмерного нагрева проводов являются плавкие предохранители и автоматические выключатели. К электропроводкам вычислительных центров предъявляют следующие требования:

· Питание вспомогательного оборудования должно осуществляться самостоятельными линиями через распределительные пункты от щита 0,4 КВт трансформаторной подстанции

· Электропроводки в помещениях вычислительных центров должны быть скрытыми, кабели и провода должны быть из негорючих материалов

· Запрещается применять провода с изоляцией из вулканизированной резины и других серасодержащих материалов, выделения из которых вызывают коррозию контактов в схемах ЭВМ

· Запрещается прокладывать через помещения вычислительных комплексов транзитные электропроводки

5.2.6 Требование к освещению для работы с ВДТ и ПЭВМ

Освещение играет едва ли не решающую роль в организации рабочего места оператора, поэтому его основные паратметры нормирутся по ГОСТу Р 50949-96 и по СанПиН 2.2.2./2.4. 1340-03.

К параметрам освещения относят освещенность, яркость, блесткость и коэффициент пульсации.

Освещенность измеряется в люксах, замеряется в контрольных точках на горизонтальной и на вертикальной поверхностях.

Яркость измеряется в канделлах на квадратный метр (кд/мІ), причем как повышенная так и пониженная яркость недопустимы. За меры проводят на растояни равном рассторянию от глаз до рабочей поверхности.

Блесткость подразделяется на слепящую (прямую) и отраженную:

· Слепящая блесткость связана с повышенной яркостью. Ее воздействие приводит к нарушению видимости объектов.

· Отраженная блесткость характеризует отражение светового потока от рабочей поверхности в направлении глаз работающего.

В поле зрения работающего для снижения блесткости окна должны иметь шторы или наружные уличные козырьки. Лучше весго если окна выходят на север или северо-восток и находятся сбоку (предпочтительнее слева) от рабочего места оператора.

Коэффициент пульсации характеризует колебания освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядной лампы.

5.2.6.1 Естественное освещение

Величина естественного освещения характиризуется КЕО (коэффициентом естественного освещения). Определяется КЕО (l) относительной величиной, показывающей во сколько раз освещение внутри помещения (E_вн) меньше освещенности поверхности земли снаружи здания (Е_нар) и определяется по формуле:

Величина КЕО нормируется СНиП 23-05-95, 02.08.95, № 18-78. Для поддержания нормального естественного освещения окна надо мыть не реже одного раза каждые полгода.

5.2.6.2 Внутренне искусственное освещение

Подразделеяется на две системы: систему общего освещения и систему комбинированного освещения.

При системе общего освещения светильники устанавливаются на потолке или верхней части стен. Система общего освещения может быть равномерной или локализованной. При равномерном освещении светильники утсанавливаются на равном расстоянии друг от друга. При локализованной системе повышенная освещенность создается либо за счет увеличния количества светильников непосредственно над рабочими местами либо за счет уменьшения их развески. При этом можно понизить обзую освещеность в нерабочих зонах, что дает экономию электроэнергии. Особенно эффективно локальное освещение там, где рабочие места расположены по периметру освещения.

Система комбинированного освещения представляет собой общее равномерное освещение, дополненное местным, непосредственно на рабочих местах. При этой системе освещенность рабочего места от светильников общего освещения должна быть не менее 10% от всего освещения, а остальные 90% дает местное освещение. Для местного освещения предпочтительнее применять люминисцентные лампы типа ЛБ (Л - люминсцентная, Б - белой цветности). Они экономичнее ламп накаливания на 55%. Допустимо применять металлогаллогеновые лампы мощностью до 250 Ватт. Но при этом на рабочеее место должен падать не прямой а отраженный свет. У таких ламп расход электроэнергии на 10%ниже чем у ламп типа ЛБ.

5.2.6.3 Особенности устройства освещения в помещениях для работы с ВДТ и ПЭВМ

Для освещения этих помещения применяют лампы типа ЛБ, создающие равномерное освещение. Рекомендуется применять многоламповые светильники с поочередным включением по схемам опережающего и отстающего тока. Это делается для исключения пульсации освещенности. Больше всего подходят для освещения рабочих мест с ПЭВМ светильники серии ЛПО36 с зеркальными решетками или аналогичные им. Коэффициент пульсации не должен превышать 5%. Пульсации можно избежать подключая все светильники на разны фазы трехфазной сети. Светильники должны иметь рассеиватели.

5.3 Выводы

Знание всех вредных и опасных факторов, воздействующих на человека при работе с ВДТ и ПЭВМ помогает обеспечить всестороннюю защиту от них. В свою очередь, правильно обеспеченная безопасность, позволяет свести это вредное воздействие к минимуму.

В результате проделанной работы были выполнены следующие задачи:

· проведен анализ российского рынка аппаратно-программных решений для плат сбора данных;

· на основании анализа рынка было принято решение о разработке кроссплатформенного программного инструментария, поддерживающего работу с аппартаной продукцией ЗАО «Руднев-Шиляев»;

· проанализированы сценарии использования аппаратной продукции ЗАО «Руднев-Шиляев»;

· на основании анализа сценариев использования были сформулированы требования к программному инструментарию;

· на основании требований к функционалу программного инструментария была разработана его модульная структура;

· проанализированы существующие технологии и методы в области разработки программных продуктов;

· проведен анализ требований и рекомендаций к программным интерфейса;

· спроектированы программные интерфейсы для компонентов инструментария;

· разработаны кроссплатформенные модули программного инструментария, реализующие требуемый функционал;

· разработан драйвер под ОС Linux для аппаратной продукции ЗАО «Руднев-Шиляев» с интерфейсом USB;

· разработан комплекс функциональных тестов, покрывающих основные функции для всех модулей программного инструментария;

· клиентское программное обеспечение было адаптрировано под разработанный программный инструментарий;

· произведен анализ кроссплатформенных программных инструментариев для создания приложений с графическим интерфейсом для дальнейшего их применения в разработке клиентского программного обеспечения;

· произведено внедрение системы в рабочий процесс компании ЗАО «Руднев-Шиляев»;

Выводы

Для эффективной разработки программного обеспечения в рамках фирмы, производящей аппаратную продукцию, нужно иметь свой программный инструментарий, реализующий требуемый в предметной области функционал. Это позволяет в дальнейшем сэкономить время на разработку программного обеспечения для клиентов предприятия. На рынке свободного программного обеспечения существует множество решений для обеспечения платформонезависимости. Поэтому разработка кроссплатформенного программного обеспечения не требует дополнительных затрат ресурсов, при этом позволяя расширить круг клиентов предприятия.

Сценарии использования позволяют упростить этап анализа требований к программному продукту. Использование нисходящей модели позволяет избежать ошибок при проектировании и разработке программного продукта.

Список литературы

1. Бланшет, Жасмин. QT4: программирование GUI на C++ / Жасмин Бланшет. - М.: КУДИЦ-Пресс, 2008.

2. ГОСТ, Р 50923-96, Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие эргономические требования и требования к производственной среде. Методы измерения, 1996.

3. ГОСТ, Р 50948-96, Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности, 1996.

4. ГОСТ, Р 50949-96, Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерения и оценки эргономических параметров и параметров безопасности, 1996.

5. Ктиторов А. Ф. Безопасность использования видеотреминалов и персональных ЭВМ / М.: 1997.

6. МИ 2916 -- 2005. Государственная система обеспечения единства измерений. Идентификация распределений вероятности при решении измерительных задач. М.: 2005.

7. САНП, САНП и Н 1340-03 Гигиенические требования к персональным ЭВМ и организация работы, 20-3.

8. Blanchette, Jasmin. The Little Manual of API Design / Jasmin Blanchette. - Trolltech, 2008.

9. Corbet, Jonathan. Linux Device Drivers, 3rd Edition / Jonathan Corbet, Alessandro Rubini, Greg Kroah-Hartman. - O'Reilly Media, 2005.

10. Hundt, Robert. C++, Go, Java and Scala Performance Benchmarks / Robet Hundt. - Google, 2011.

https://days2011.scala-lang.org/sites/days2011/files/ws3-1-Hundt.pdf

11. Love, Robert. Linux Kernel Development, 3rd Edition / Robert Love. - Pearson Education, Inc., 2010.

12. Matthew, Neil. Beginning Linux Programming / Neil Matthew, Richard Stones. - Wiley Publishing, Inc., 2008.

13. Tschater, Michael. Платформонезависимая разработка программ / Michael Tschater. - LinuxFocus Magazine, 2004,

http://www.linuxfocus.org/Russian/October2004/article350.shtml

14. Habrahabr, сборник аналитических статей на тему IT_технологий, Принципы проектирования API, 2011,

http://habrahabr.ru/post/121111/

15. Habrahabr, сборник аналитических статей на тему IT_технологий, Разработка USB class-driver под Linux, 2012,

http://habrahabr.ru/post/163861/

16. Qt, Официальный сайт, Designing Qt-Style C++ APIs, 2005,

http://doc.qt.digia.com/qq/qq13-apis.html

17. СitForum, портал об информационных технологиях, Обзор паттернов проектирования, 2005,

http://citforum.ru/SE/project/pattern/

18. СitForum, портал об информационных технологиях, Руководство по программированию модулей ядра Linux, 2004,

http://citforum.ru/operating_systems/linux/lkmpg/

19. СitForum, портал об информационных технологиях, Программирование для системного реестра на С++, 2005,

http://citforum.ru/operating_systems/windows/registry_c/

20. СitForum, портал об информационных технологиях, Сравнение C++\Qt и Java, 2003,

http://citforum.ru/programming/application/java_qt.shtml

21. CITKIT, аналитические статьи об информационных технологиях, Gtk vs. Qt: сравнительный анализ, 2005,

http://citkit.ru/articles/22/

22. BeyondLogic, USB in a NutShell, 2010,

http://www.beyondlogic.org/usbnutshell/usb1.shtml

23. Официальный сайт проекта libusb, Libusb-1.0 API documentation, 2012,

http://libusb.sourceforge.net/api-1.0/

24. Matthias Vallentin, personal blog, Writing a Linux Kernel Driver for an USB Device, 2011,

http://matthias.vallentin.net/blog/2007/04/writing-a-linux-kernel-driver-for-an- unknown-usb-device/

25. OpenNET, портал по открытому ПО, Разработка драйверов для USB-устройств под Linux, 2006,

http://www.opennet.ru/base/dev/write_linux_driver.txt.html

26. Free Electrons, Slides for training sessions, 2009,

http://free-electrons.com/docs/linux-usb/

Размещено на Allbest.ru