Основы эргономики на железнодорожном транспорте

Studlancer.net - закажи реферат, курсовую, диплом!

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на Studbooks.net

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчет эргономических характеристик выносного табло дежурного по станции

Исходные данные:

Участковая станция «К», управление которой осуществляется с пульта дежурного по станции. Пульт ДСП включает выносное табло, на котором отображена мнемосхема участковой станции «К».

Высота пульта управления принимается равной 93 см для мужчин

Расстояние между пультом управления и выносным табло, L - 1,1 (м)

Антропометрические признаки:

Высота глаз над уровнем пола h_гл - 110 см;

Длина вытянутой руки l_рук - 70,3 см.

Требуется:

1. Рассчитать основные параметры выносного табло.

Решение:

Основой рабочего места являются пульты и панели, на которых размещены органы управления (кнопки и клавиши, тумблеры, поворотные ручки, маховики, вращающиеся переключатели, ножные педали) и средства отображения информации (ОУ и СОИ). Они должны обеспечивать удобные и достаточное по размерам рабочее пространство для операторов, свободный подход их к месту, место для ведения записей, просмотра и хранения текущей информации (при необходимости).

- фронтальная, при малом количестве ОУ и возможности размещения всех органов управления в пределах зон максимальной и допустимой досягаемости, а средств отображения информации - в пределах зоны центрального и периферического зрения;

- трапециевидная, в этом случае при большом числе органов управления, часть из них частично располагают на боковых панелях, развернутых относительно фронтальной плоскости под углом 90…120^о;

- многогранная или полукруглая, применяется при значительном числе органов управления и средств отображения информации. Боковые панели располагают таким образом, чтобы они были перпендикулярны линии взора оператора. Минимальный размер полукруглого пульта для одного оператора должен быть 1200 мм.

Кнопочные и клавишные переключатели применяют для осуществления операций быстрого включения и выключения аппаратуры, выбора нужного параметра, набора и ввода логической и количественной информации и команд управления. Кнопочный переключатель срабатывает от осевого перемещения привода в виде кнопки, а клавишный переключатель - от перемещения (вращения) клавиши вокруг смещенной оси. Расположение кнопочных и клавишных переключателей по высоте должно находиться на уровне локтя сидящего человека при горизонтальном расположении предплечья и согнутой под углом 90° в локтевом суставе руки. Рациональный угол наклона панели клавиатуры ранен 15°. Располагают кнопки и клавиши в ряд горизонтально с расстоянием между кромками кнопок не менее 5 мм, а в особых случаях и вертикально с использованием функционально-цветового кодирования.

Для сокращения времени ввода управляющих воздействий кнопочные и клавишные переключатели выполняются с обратной связью. Это свойство выключателя, заключающееся в том, что в момент приведения в действие его подвижная система оказывает упругое сопротивление пальцу или кисти руки человека, а после завершения действия сигнализирует о вводе информации механически (тактильному анализатору) резким падением упругого сопротивления, акустически (слуховому анализатору) - «щелчком», или визуально (зрительному анализатору) - световым сигналом. Для уменьшения информационной загрузки зрительного анализатора оператора целесообразно организовывать обратную связь механическими или акустическими способами.

Тумблеры применяются в качестве выключателей и переключателей для реализации функций, требующих двух или трех дискретных положений. На панелях тумблеры располагают горизонтальными рядами. Плоскость перемещения приводного элемента тумблера должна совпадать с плоскостью зрения. Расстояние между приводными элементами соседних тумблеров должно быть не менее 20, а при одновременном действии несколькими пальцами - 16 мм.

Выключатели и переключатели поворотные предназначены для плавной или ступенчатой регулировки или переключения, когда необходимо получить более трех положений. Расстояние между поворотными ручками должно быть не менее 25 мм, при рациональном угле поворота до 80°. В граничных положениях выключатели должны иметь стопорные фиксаторы. При прохождении нулевого положения целесообразно предусмотреть обратную связь путем увеличения усилия вращения не более чем на 10% от основного. Для опознания ручек тактильным анализатором (прикосновением) их формы должны различаться между собой.

Рычаги управления предназначены для точного регулирования, включения-выключения оборудования путем непосредственного перемещения регулируемого органа без применения промежуточных усилительных устройств. Перемещение может осуществляться в зависимости от усилий, с разной частотой, одной или двумя руками.

Маховики и штурвалы применяются для медленного вращении и точного поворота или перемещения части орудия труда при значительных усилиях на оси (более 100 Н). Центр маховика располагается на высоте 230 мм от поверхности сиденья или высоте 900… 1050 мм от пола при работе в положении стоя. Для получения информации о перемещении маховиков и штурвалов они снабжаются указателем или счетчиком числа оборотов.

Ножные педали используют при больших усилиях и небольшой точности ввода управляющих воздействий, а также для сокращения времени управления и уменьшения нагрузки на руки.

Ширина педали должна быть не менее 60 мм и иметь рифленую поверхность, а в некоторых случаях и закраину для предотвращения соскальзывания ноги.

Положение и направление перемещения органов управления при реализации управляющих воздействий типа: пуск, включено, увеличение, плюс, подъем, открывание, вперед, вправо и вверх, должно быть следующим:

- кнопочные и клавишные переключатели - нажатое положение;

- тумблеры и рычаги управления - перемещение снизу вверх, слева направо, от себя;

- поворотные переключатели и выключатели, маховики и штурвалы - перемещение по часовой стрелке;

- ножные педали - нажатое состояние.

Положение и направление перемещения органов управления при реализации управляющих воздействий типа: стой, отключено, выключено, уменьшено, минус, спуск, закрывание, назад, влево, вниз должно быть следующим:

- кнопочные и клавишные переключатели - отпущенное положение;

- тумблеры и рычаги управления - перемещение сверху вниз, справа налево, на себя;

- поворотные переключатели и выключатели, маховики и штурвалы - перемещение против часовой стрелки;

- ножные педали - отжатое положение.

Пульт управления - основной функциональный элемент рабочих мест с автоматизированным управлением, от рациональной организации которого зависит эффективность и надежность работы оператора и системы в целом. Он должен удовлетворять следующим основным требованиям:

§ поверхность пульта должна обеспечивать отражение светового потока, исключающее появление бликов в поле зрения оператора;

§ на пультах, предназначенных для управления однотипными объектами, должно соблюдаться одно и то же размещение наиболее важных, часто используемых и аварийных средств отображения информации (СОИ) и органов управления (ОУ);

§ пульты при необходимости должны оборудоваться выдвижными ящиками для хранения документации и выдвижными досками для ведения записей и размещения дополнительных переносных приборов;

§ пульт для работы оператора в положении сидя должен иметь пространство для ног оператора с размерами не менее: по высоте - 600 мм, по глубине на уровне колен и пола - соответственно 400 и 600 мм, по ширине - 500 мм;

§ панели пультов не должны иметь посторонних элементов, затрудняющих работу оператора или отвлекающих его внимание: неоправданные назначением пульта выступы, углубления, разноплоскостность и т.п.

Эргономический расчет характеристик пультов управления сводится в основном к определению размеров и формы пульта, правильному выбору СОИ и ОУ в зависимости от задачи, стоящей перед оператором, оптимальному их размещению.

Методы расчета геометрических параметров пультов управления зависят от его формы. На железнодорожном транспорте почти все пульты управления имеют фронтальную плоскую форму. На вертикальной панели - выносном табло - располагается мнемосхема станции, содержащая большое число СОИ. При этом, весьма важно рассчитать размеры табло таким образом, чтобы обеспечить нормальные условия восприятия информации. Нижняя граница табло определяется с таким расчетом, чтобы пульт управления не закрывал расположенные на табло СОИ. Горизонтальная панель используется для размещения ОУ.

Размеры пульта управления и табло определяются антропометрическими характеристиками человека-оператора и его рабочей позой. Основной рабочей позой дежурного по станции является поза «сидя», поэтому при расчете геометрических размеров табло используются следующие антропометрические признаки:

- высота глаз над уровнем пола в положении сидя;

- длина вытянутой руки.

Чтобы определить геометрические размеры табло и размеры основной и второстепенной зоны расположения СОИ, воспользуемся следующим построением:

Из подобия треугольников ОАВ и ОА' В' имеем:

табло станция управление

Отсюда следует:

где H_min - высота нижней кромки табло;

h_гл - высота расположения глаз оператора;

h_n - высота пульта управления; принимается равной 98 см;

L - расстояние от оператора до выносного табло (1,8 м);

I - расстояние от оператора до пульта управления, равное

I = 0,7 * I_рук = 0,7 * 70,3 = 49,21 см;

Общая высота табло определяется размером максимальной зоны зрительного наблюдения в вертикальной плоскости, которая в соответствии с ГОСТ 12.2.033-78 составляет 45 ^оС над горизонтальной линией взгляда.

Тогда:

При ^оС имеем:

H_max = h_гл + L

H_max = 1100 + 1100 = 2200 мм

Высота второстепенной зоны расположения СОИ ограничена 15 ^оС над горизонтальной линией и 45 ^оС под горизонтальной линией взора. Тогда:

Нижняя граница второстепенной зоны совпадает с H_min:

Высота основной зоны расположения СОИ ограничена 30 ^оС под горизонтальной линией взора. Это объясняется тем, что нормальная линия взора смещена обычно на угол в = 15 ^оС вниз от горизонтальной линии. Тогда:

H_осн = 1100 - 465 = 635 мм

Ширина табло определяется горизонтальным размером зоны периферического зрения:

где d_тах - угол зоны периферического зрения в горизонтальной плоскости, равный 120 ^оС.

S_max = 2 * 1100 * 1,732 = 3810 мм

Ширина второстепенной зоны расположения СОИ:

где d_вm - угол второстепенной зоны зрительного наблюдения в горизонтальной плоскости, равный 90 ^оС.

S_вm = 2 * 1100 * 1 = 2200 мм

Ширина основной зоны расположения СОИ:

где d_осн - угол оптимальной зоны зрительного наблюдения в горизонтальной плоскости, равный 60 ^оС.

S_осн = 2 * 1100 * 0,577 = 1269 мм

После расчета основных эргономических параметров выносного табло рассчитывают аналогичных параметры пульта управления, которые зависят от типа ОУ, их количества и расстояния между осями соседних ОУ.

Метод матричного исследования правильности расположения ОУ на пульте управления позволяет осуществить оптимальное их размещение в зависимости от числа и последовательности обращений оператора к ОУ.

Матрица взаимосвязи ОУ заполняется на основе анализа маршрутов поездных и маневровых передвижений на станции. Матрица взаимосвязи ОУ заполняется после анализа всех поездных и маневровых передвижений за сутки.

При расположении ОУ на пульте ДСП необходимо руководствоваться следующими рекомендациями (рис. 4):

- ОУ должны отстоять от передней поверхности оператора не менее чем на 150 мм;

- наиболее важные и очень часто используемые ОУ должны быть расположены в оптимальной зоне моторного поля, ограниченной по горизонтали ±30^о и расстоянием от переднего края рабочей поверхности 300 мм;

- менее важные и часто используемые ОУ должны располагаться в зоне легкой досягаемости моторного поля, ограниченной по горизонтали ±60^о и расстоянием от переднего края рабочей поверхности 400 мм;

- редко используемые ОУ размещают в зоне досягаемости моторного поля, ограниченной расстоянием от переднего края рабочей поверхности 600 мм, вправо и влево - 700 мм, назад 400 мм, причем, за границами нулевой отметки размещают лишь вспомогательные ОУ;

- должна быть обеспечена последовательность считывания информации и очередность использования ОУ;

- при работе двумя руками ОУ размещают таким образом, чтобы не было перекрещивания рук;

- надписи предпочтительнее размещать над обозначаемым ОУ; они должны быть краткими, но ясными, не допускающими различных толкований;

- все символы, используемые в надписях должны относиться к единому алфавиту;

- ОУ группируют на четные и нечетные, а также - в зависимости от выполняемых функций (управление стрелками, маневровыми и поездными сигналами);

- при наличии на пультах управления большого количества кнопок производят их группирование. При горизонтально-цветовом группировании кнопки располагаются горизонтальными рядами, от 5 до 20 кнопок. Кнопки делятся на группы не более 5 штук в каждой. Нечетные группы окрашивают одним цветом, четные группы - другим цветом или, при хорошей освещенности пульта, оттенком цвета;

- при наличии на пульте большого числа тумблеров их следует кодировать формой, размером, цветом;

- при размещении тумблеров на пульте управления в ряд расстояние между их осевыми линиями должно быть не менее 19 мм, а при размещении в глубь пульта - не менее 25 мм;

- если тумблеры перекидываются в противоположных направлениях, их концы должны быть удалены друг от друга на расстояние не менее 19 мм.

1 - зона для размещения наиболее важных и очень часто используемых органов управления (оптимальная зона моторного поля);

2 - зона для размещения часто используемых органов управления (зона легкой досягаемости моторного поля);

3 - зона для размещения редко используемых органов управления (зона досягаемости моторного поля).

Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления



2. Оценка тяжести труда и мероприятий по её снижению

Исходные данные

№ п/п	Наименование	До проведения мероприятий	После проведения мероприятий	Баллы
1.	Температура воздуха, оС	34	21	5/2
2.	Относительная влажность воздуха, %	79	64	4/3
3.	Скорость движения воздуха, м/с	1,57	0,66	5/3
4.	Токсичные вещества (кратность превышения ПДК)	2,6	1,9	4/3
5.	Промышленная пыль (кратность превышения ПДК)	45	7	5/4
6.	Вибрация, уровень колебательной скорости (кратность превышения ПДУ)	1,312	1,222	5/4
7.	Шум, уровень звука, дБА	105	87	5/3

Требуется:

Определить, как изменится производительность труда персонала диспетчерского центра управления перевозками при проведении комплекса мероприятий по снижению его тяжести.

Решение:

Чтобы устранить производственный вред или разработать мероприятия, позволяющие предотвратить резкое снижение работоспособности, возникновение профессиональных заболеваний и случаев производственного травматизма, нужно объективно оценить влияние условий труда на человека. Наиболее полно характеризует это влияние категория тяжести работы, которая отражает совокупное воздействие на работающего человека самых различных факторов в самом разнообразном их сочетании.

Под тяжестью работы понимается степень совокупного воздействия всех факторов условий труда - санитарно-гигиенических, социально-психологических и прочих - на работоспособность человека и его здоровье.

При оценке факторов условий труда учитываются санитарно-гигиенические и психофизиологические производственные элементы условий труда.

1. Санитарно-гигиенические факторы включают:

1.1 физические факторы - температура поверхностей оборудования, материалов; температуру и относительную влажность воздуха на рабочем месте; скорость движения воздуха (подвижность); атмосферное давление; наличие пыли, вибрации, шума, ультразвука, теплового излучения, электромагнитных полей, ионизирующих излучений; естественная и искусственная освещенность; пульсация светового потока; контрастность; уровень ультрафиолетовой и инфракрасной радиации;

1.2 химические - по характеру воздействия на организм человека подразделяются на общие токсичные, раздражающие, аллергенные, канцерогенные, а по пути проникновения в организм - на попадающие через дыхательные пути, пищеварительную систему, кожный покров.

1.3 Группа биологических факторов включает биологические объекты, воздействие которых на работающих вызывает травмы и заболевания. К ним относятся микроорганизмы (бактерии, вирусы, спирохеты, грибы, простейшие и др.) и макроорганизмы (растения, насекомые и животные). местах по некоторым санитарно-гигиеническим факторам

2. Психо-физиологические факторы включают:

2.1 физическая динамическая и статическая нагрузка, рабочая поза и перемещения в пространстве,

2.2 нервно-эмоциональная нагрузка,

2.3 интеллектуальная нагрузка, режим труда и отдыха, сменность, продолжительность непрерывной работы в течение суток, точность зрительных работ, число заданных объектов наблюдения, темп работы, монотонность работы, объем получаемой и перерабатываемой информации.

Под воздействием различных производственных вредностей непосредственно в процессе труда в течение ряда лет работы в данных условиях формируется одно из трех качественно определенных функциональных состояний организма: нормальное, пограничное (между нормой и патологией) и патологическое. От того, в каком функциональном состоянии находится организм человека, зависят результаты трудовой деятельности и здоровье работника. Поэтому характерные признаки каждого из трех функциональных состояний организма могут служить физиологической шкалой при определении тяжести работ.

Под воздействием конкретных условий труда с течением времени у людей прогрессируют и развиваются различные заболевания: общие - вирусные заболевания; производственно-обусловленные - заболевания, возникающие под воздействием рабочей позы или характерных условий труда; профессиональные - заболевания, возникающие у людей конкретных профессий.

Указанные признаки явились основным критерием в разработанной классификации, которая в зависимости от степени воздействия условий труда на человека выделяет 6 категорий тяжести работ.

К первой категории тяжести относятся любые виды работ, которые выполняются в оптимальных условиях внешней среды. Здесь трудовая нагрузка точно соразмерена с физиологическими возможностями человека и соответствует его способностям и склонностям. При такой мобилизации работоспособности возможна высокая производительность и эффективность всех видов труда.

Ко второй категории тяжести относятся такие работы, в результате выполнения которых нормальное состояние организма практически не изменяется. В конце работы при переключении деятельности у большинства исполнителей не отмечается ухудшения исследуемых показателей по сравнению с исходным уровнем. Эта категория тяжести свидетельствует о том, что отнесенная сюда работа выполняется в нормальных или благоприятных условиях труда. В частности, рабочая нагрузка не превышает физиологических возможностей организма.

К третей категории тяжести относятся работы, при выполнении которых в организме человека из-за повышенной нагрузки, или же не вполне благоприятных условий труда, или при сочетании того или другого формируется начальная стадия пограничного функционального состояния.

К четвертой категории тяжести относятся работы, при выполнении которых в организме исполнителя формируется глубокое пограничное функциональное состояние. Основной признак этого состояния - растормаживание и нарушение в связи с этим динамического стереотипа. Для этой категории характерно уменьшение количества и ухудшение качества выпускаемой продукции, а также неустойчивость функций.

К пятой категории тяжести относятся работы, при выполнении которых в организме человека формируется патологическое функциональное состояние. Это состояние возникает в результате чрезмерной нагрузки, в особенности когда она выполняется в неблагоприятных санитарно-гигиенических условиях.

К шестой категории тяжести относятся работы, при выполнении которых признаки патологического функционального состояния в организме человека отчетливо появляются сравнительно рано, нередко уже в первой половине рабочего дня. Для этой категории тяжести характерно наибольшее количество производственно-обусловленных и профессиональных заболеваний, которые обнаруживаются рано и приобретают тяжелое течение.

Анализ показывает, что определяющих элементов условий труда несколько (т.к. пять параметров имеют наибольшую 5-балльную оценку - температура, скорость движения воздуха, промышленная пыль, вибрация и шум), поэтому принимаем любой из них (например температуру воздуха), а средняя арифметическая из суммы всех биологически значимых элементов условий труда, исключая определяющий, составляет:

Ш до проведения мероприятий;

Ш после проведения мероприятий;

Интегральный показатель категории тяжести труда определяется по формуле:

(1)

где К_оп - определяющей («ведущий», имеющий наибольший балл) элемент условий труда на рабочем месте;

L - средняя арифметическая из суммы всех биологически значимых элементов условий труда, исключая определяющий.

В соответствии с величиной интегрального показателя условиям труда (работе) присваивается та или иная категория тяжести.

Интегральный показатель тяжести труда позволяет определить влияние условий труда на работоспособность человека. Для этого сначала исчисляется степень утомления в условных единицах:

(2)

где 15,6 и 0,64 - коэффициенты регрессии.

F до проведения мероприятий;

F после проведения мероприятий;

Зная степень утомления, можно определить работоспособность - величину, противоположную утомлению, %:

R = 100 - У (3)

F до проведения мероприятий;

R' = 100 - 65,62 = 34,38%

F после проведения мероприятий;

R» = 100 - 55,31 = 44,69%

Соответственно можно определить, как изменилась работоспособность при изменении тяжести труда, и как это повлияло на его производительность:

(4)

где R₁ и R₂ - работоспособность в условных единицах до и после внедрения мероприятий, понизивших тяжесть труда;

0,2 - эмпирический коэффициент, показывающий степень влияния роста уровня работоспособности на производительность труда.

При организации работы персонала диспетчерского центра управления перевозками должны соблюдаться оптимальные параметры микроклимата, в том числе - величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.

1. Для поддержания необходимой температуры в помещении используется система водяного отопления в зимнее время. В летнее время необходимы кондиционеры.

2. Относительная влажность должна регулироваться в помещении системной вентиляции.

3. Регулировать скорость движения воздуха тоже должна система вентиляции.

4. Кондиционирование воздуха должно обеспечивать автоматическое поддержание параметров микроклимата в необходимых пределах в течение всех сезонов года, очистку воздуха от пыли и вредных веществ, создание небольшого избыточного давления в чистых помещениях для исключения поступления неочищенного воздуха.

5. В рабочих помещениях необходимо проводить ионизацию воздуха, ежедневную влажную уборку и регулярное проветривание. Удаление пыли с экрана ПЭВМ следует проводить не реже 1 раза в смену.

6. Вибрация (общая) оборудования на рабочих местах не должна превышать предельно допустимых величин. Для снижения вибрации в помещениях оборудование необходимо устанавливать на специальные фундаменты и амортизирующие прокладки, предусмотренные нормативными документами.

Пол, стены и потолок должны быть покрыты материалами, разрешенными к применению в строительстве и не выделяющими вредных веществ, поглощающими шум, не накапливающими статическое электричество.

7. Мерами борьбы с шумом является рациональная планировка помещений, позволяющая исключить проникновение шумов из соседних помещений, использование средств звукопоглощения. В качестве звукопоглощающего материала должны использовать специальные перфорированные плиты, панели. Необходимо использовать подвесные акустические потолки.



Литература

табло станция управление

1. Абрамов А.А. Основы эргономики. Учебное пособие. - М.: РГОТУПС, 2001, 194 с. http://www.iqlib.ru

2. Платонов Г.А. Эргономика на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1986, 296 с.

3. Эргономика. Под ред. В.В. Адамчука. Учебное пособие. - М.: ЮНИТИ, 1999, 256 с.

Размещено на Allbest.ru