Тема 5. Проектування технічних засобів діяльності оператора

5.1. Проектування засобів відображення інформації

Особливий інтерес для інженерної психології становлять ті технічні компоненти СЛМ, з якими має справу людина. Це перш за все різні технічні засоби відображення інформації (ЗВІ), що взаємодіють із сенсорним входом людини, і технічні засоби введення інформації, завдяки яким людина впливає на функціонування СЛМ.

За допомогою технічних засобів відображення інформації створюється інформаційна модель процесу управління, яка слугує основою формування образно-концептуальної моделі управління СЛМ і, своєю чергою, є основою розробки та прийняття певних рішень і подальшого складання плану операцій з управління об'єктом.

Конкретні типи ЗВІ, їхня кількість і розташування визначаються характером функцій оператора у СЛМ, особливостями його діяльності, а також психофізіологічними особливостями самої людини-оператора. Різноманітність ЗВІ зумовила появу і різних форм їхньої класифікації (схема 10).

1) За функцією інформації, що видається, ЗВІ діляться на командні (цільові) і ситуаційні (контрольні). Командні індикатори відображають мету управління, якої потрібно досягти, і надають відомості про необхідні дії. Такими індикаторами є командні табло («Стій», «Іди») або командні прилади пілота при здійсненні посадки, або судновий телеграф, що задає напрямок руху судна чи кількість обертів двигуна, тощо.

Ситуаційні індикатори дають інформацію не тільки про відхилення технологічного процесу від заданої програми, а й про окремі показники цього процесу. Однак ці сигнали не можуть бути основою для вибору певного засобу керуючих дій.

Прикладом таких індикаторів є різні датчики, розташовані на панелі приладів водія, на щиті управління оператора енергосистем тощо.

2) За способом використання інформації індикатори поділяються на три групи: прилади контрольного, якісного, кількісного надання інформації.

За допомогою приладів контрольного надання інформації оператор вирішує задачу типу «так чи ні»: працює певний прилад чи ні, в нормі параметри його роботи чи ні. Для цього застосовують сигнальні лампочки, табло, звукові сигнали, інколи стрілкові прилади, на яких позначені межі допустимих відхилень параметрів.

На індикаторах якісного відображення подається інформація про спрямованість змін необхідного параметра (наприклад, збільшується він чи зменшується), характер відхилення (вліво—вправо) тощо.

Індикатори кількісного відображення інформації передають її в числових значеннях параметра, що контролюється. До цієї групи відносять більшість використовуваних приладів та індикаторів.

3) За модальністю сигналу індикатори поділяються на

зорові, акустичні, тактильні тощо.

Психофізіологічні характеристики і особливості приймання інформації людиною-оператором ми розглядали у

третьому розділі.

4) За формою сигналу, тобто за відношенням властивос тей сигналу до властивостей об'єкта, розрізняють абстрактні і зображувальні ЗВ1. У першому випадку сигнали передаються у вигляді абстрактних символів (цифри, літери, геометричні фігури тощо), які у закодованому вигляді відображають стан об'єкта управління. В другому випадку інформація передається у формі зображення, що характеризується схематизацією, деталізацією, а також кількістю відображених властивостей об'єкта. Особливістю картинних зображень є здатність у наочній формі передавати цілий комплекс динамічних взаємопов'язаних властивостей об'єкта, сприйняття яких не потребує декодування.

5) За рівнем деталізації інформації ЗВІ можуть бути інтегральними і детальними.

На інтегральних індикаторах інформація подається в узагальненому вигляді, що скорочує час її пошуку і синтезування. Прикладом такої форми подавання інформації можна вважати графік функціонування технологічного процесу, Діаграми, номограми. Спостерігаючи за певним процесом, оператор може відшукати необхідну йому деталізовану інформацію для прийняття ефективного рішення і вибору керуючого впливу.

Засоби відображення інформації є технічною основою побудови інформаційної моделі процесу управління, з якою працює оператор.

Для створення умов ефективної діяльності оператора інформаційна модель має відповідати трьом основним вимогам:

• за змістом, адекватно відображаючи об'єкт управління і довколишнє середовище;

• за кількістю інформації, забезпечуючи оптимальний інформаційний баланс;

• за формою і композицією, слугуючи завданням управління і враховуючи психофізіологічні можливості оператора.

За допомогою різних технічних елементів індикації створюють і засоби відображення інформації, які можуть бути виконані у вигляді табло, мнемосхем, панелей приладів, щитів.

На табло дані відображені у формі таблиць, інформаційне поле яких будується згідно з призначенням і обсягом необхідної інформації (табло-розклад прибуття і відправлення поїздів на вокзалі або табло-ешелонатор у системі управління повітряним рухом тощо).

Мнемосхема — це умовне графічне зображення виробничого процесу у вигляді комплексу символів, які відображають окремі елементи системи з їх взаємозв'язками. Найбільше поширені мнемосхеми в енергетичній, хімічній, металургійній промисловості, у системах управління різними траспортними потоками тощо.

Панель приладів складається з окремих приладів та індикаторів, кожен з яких несе інформацію про певний параметр об'єкта.

Прикладів створення панелей приладів і щитів дуже багато: це і панель приладів у кабіні літака і в салоні автомобіля, це різні електричні щити приладів тощо. В багатьох випадках систему відображення інформації роблять комбінованою, тобто мнемосхема може бути складовою табло або панелі приладів, а на останній частина даних відображається у вигляді табло і т.п.

Не менш важливе питання — це організація інформаційного потоку, яка має виключати можливість перевантаження або недовантаження оператора.

В проектуванні ЗВІ наявні інженерно-психологічні способи поєднуються з кількісними методами оцінки потоку інформації, що базуються на математичних методах теорії масового обслуговування і теорії інформації. На завершальних етапах проектування ця оцінка уточнюється експериментальним шляхом, а на етапі випробувань — у процесі функціонування СЛМ.

Відносно останньої вимоги до інформаційної моделі, то перед усе необхідно враховувати у проектуванні ЗВІ психофізіологічні характеристики аналізаторів, розглянуті в розділі 3. Крім цього, в побудові інформаційних моделей слід дотримуватися певної послідовності організації уваги, при розташуванні елементів моделі створювати умови для максимального розвантаження оперативної пам'яті за рахунок певного розташування ЗВІ і органів управління, а також застосування різних наочних матеріалів.

Найбільші труднощі у проектуванні інформаційних моделей пов'язані з забезпеченням оптимального співвідношення ознак сигналу і об'єкта.

Як відомо, всі сигнали, що з ними має справу оператор, поділяються на два класи: сигнали-зображення, в котрих властивості сигналу відтворюють властивості об'єкта з різною мірою наочності (від телевізійного зображення до схеми, малюнка, креслення), і сигнали-символи, які позначають властивості об'єкта за допомогою абстрактних символів, умовних знаків.

При використанні сигналів-зображень процеси сприймання і декодування інформації немовби поєднуються, що суттєво скорочує час приймання інформації.

За експериментальними даними, час сприйняття різних форм зображень об'єкта залежить не тільки від режиму (нав'язаний, вільний) роботи суб'єкта діяльності, а й від міри наочності (символічності, кодованості), застосованої у створенні цих зображень (табл. 13).

В абстрактних ЗВІ інформація подається у вигляді сигналів-символів, для чого використовують три основні форми зорової індикації — стрілкову, знакову, графічну.

Стрілкова індикація — це спосіб відображення інформації Для забезпечення оператора відомостями про хід і спрямованість змін, а також кількісними характеристиками параметрів, що контролюються, у зоні допустимих значень.

Основними перевагами стрілкових індикаторів є простота їхньої конструкції, зручність і легкість в експлуатації, а також мала собівартість. Незважаючи на певні недоліки — обмежену наочність, відображення тільки одного параметра, відносно велику площину шкали — стрілкові індикатори широко використовуються, оскільки оператори дуже легко пристосовуються до них.

Таблиця 3 – Порівняльна характеристика сприйняття різних форм зображень

Форма зображень об’єкта	Нав’язаний режим роботи. Час тахістоскопічної експозиції, с	Вільний режим роботи. Час експозиції, с
Фотографія	0.125	1.38
Малюнок перспектива диметрія ізометрія	0.111 0.119 0.136	1.12 1.23 1.50
Креслення	0.206	2.40
Схема	0.197	2.56

Як свідчать результати експериментів, ефективність сприйняття інформації з таких індикаторів залежить від характеристик окремих їх елементів: шкали, стрілки, оциф-ровки, розмітки (рис. 12).

Точність і швидкість сприймання інформації залежать від форми і розміру шкали, особливостей графічної індикації, дистанції спостереження, а також режиму роботи оператора. При коротких експозиціях (t < 5с) сприймання інформації з приладу з рухомою шкалою і нерухомою стрілкою буде точнішим, ніж навпаки, а зі збільшенням часу експозиції все змінюється у зворотному порядку.

На якість сприймання інформації впливають форма і розміри шкали. Оптимальний кутовий розмір шкали становить 2,5°...5°. За збільшення або зменшення діаметра шкали суттєво знижується точність сприймання інформації і збільшується час.

Рисунок 12 – Приклади стрілкової індикації

На підставі результатів експериментальних досліджень була складена номограма, яка сприяє визначенню необхідних для проектування характеристик шкал, виходячи з заданої точності і дистанції сприймання інформації. Якість сприймання інформації, як уже зазначалося, узалежнена також від форми шкали, вибір якої, своєю чергою, залежить від поставленого завдання.

Для кількісного зчитування інформації краще застосовувати шкалу «відкрите вікно», а для характеристики параметрів глибини чи висоти або температури краща — вертикальна (б). Для виділення характерних або особливих ділянок шкали і прогнозування діяльності оператора найбільше підходять кругова (в) або напівкругова (г) шкали.

Важливе значення для сприймання інформації зі шкал приладів мають форма і розташування стрілок, особливості розмітки і оцифровки шкали. Найбільші переваги над іншими має клиноподібна стрілка, кінчик якої має бути не ширший, ніж найменша позначка шкали, і має «працювати» на відстані 0,4...1,5 мм від графічних позначок поділу шкали. Ефективність застосування самих графічних позначок, які певним чином поділяють шкалу, інтервал оцифровки, розміри самих штрихів мінімальних і оцифрованих діапазонів значення тощо вивчалися спеціально, і на підставі отриманих даних були розроблені відповідні закономірності, що формалізовані у вигляді графіків, таблиць, номограм. Крім того, розроблені вимоги і рекомендації щодо розташування цих приладів на інформаційній панелі та їх поєднання за кольором і формою з іншими ЗВІ.

Знакова індикація. В абстрактних ЗВІ використовують Різні види знаків: літери, цифри, умовні символи, абстрактні фігури.

Графічна індикація застосовується переважно у випадках, коли треба спрогнозувати хід розвитку подій, що потребує інтерполяції і експрополяції даних, їх співставлення, визначення провідного фактора впливу на процес управління. Найрозповсюдженішими формами графічної індикації є графіки, діаграми, номограми та інші графічні зображення функціональних залежностей різних складових процесу управління. Детальніше особливості сприймання графічної інформації відображені у спеціальній літературі.

Кодування інформації. При проектуванні абстрактних ЗВІ виникає проблема оптимального кодування інформації. Термін «кодування» запозичений з теорії інформації і означає перетворення відомостей у сигнал, зручний для передавання по каналах зв'язку. Щодо діяльності оператора кодування визначає спосіб представлення інформації за допомогою умовних символів. Проблема оптимального кодування — це вирішення питань вибору категорій коду, довжини алфавіту сигналів, компонування кодового знака, можливості компонування сигналів у групи.

Категорія коду визначається засобами кодування інформації, серед яких виділяють геометричні фігури, літери, цифри, колір, яскравість, розмір, орієнтацію, частоту мерехтіння тощо.

Вибір категорій коду залежить від характеру вирішуваного оператором завдання.

Певна категорія коду може бути ефективною для вирішення одних завдань і неефективною для інших. Експериментальні дані свідчать, що для інформаційного пошуку найбільш ефективною є категорія кольору, для визначення кількісних характеристик — категорія числа, а для впізнання — умовний знак.

Визначення категорій коду залежить і від форми об'єкта. В багатьох випадках швидкість і точність розрізнення і впізнання об'єкта збільшувалися з підвищенням ступеня схожості зображення об'єкта з самим об'єктом. Не тільки наочність, а й конкретність (зв'язок форми сигналу зі значенням об'єкта) забезпечують продуктивне запам'ятовування і зберігання символів у пам'яті. Але проблема наочності і абстрактності має вирішуватися залежно від конкретних умов діяльності оператора, специфіки завдань і можливостей кожної категорії коду. При цьому треба враховувати звички, стереотипи поведінки і асоціації певної групи людей, їхній життєвий і професійний досвід. Так, наприклад, яскравість і розмір символу асоціюються з розміром об'єкта і його значущістю.

Просторову орієнтацію символу краще використовувати для відображення напряму руху. Для привертання уваги людини краще використовувати частоту мерехтіння сигналу, а для позначення виду і класу об'єкта — кодування формою. Певні асоціації склалися у людини і у відношенні до певного кольору: червоний асоціюється з небезпекою, а зелений — зі спокоєм, жовтий — з насторогою, блакитний — з вільним простором. Зрозуміло, що всі сигнали мають відповідати психофізіологічним можливостям людини-оператора (розділ 3).

Довжина алфавіту сигналів визначається кількістю можливих рівнів (станів) даної категорії коду з урахуванням збереження оптимальних умов розрізнення і впізнання сигналів, а також можливостями оперативної пам'яті людини (табл. 4).

Таблиця 4 – Довжина алфавіту за різних засобів кодування

Засоби кодування	Довжина алфавіту
Форма символів літеро-цифорова абстрактна асоціативна	Необмежена 16 200
Розмір символів	6
Кольоровий алфавіт	11
Орієнтація і довжина лінії	4
Кількість крапок	5
Просторова орієнтація символів	8
Яскравість, частота мерехтіння	4

Довжина алфавіту збільшується завдяки використанню багатомірного кодування (наприклад, кольору, форми, розміру, просторової орієнтації). Слід зауважити, що застосування багатомірних кодів дещо знижує точність і швидкість Декодування, але суттєво підвищує швидкість переробки інформації людиною-оператором

Рисунок 13

Віддавати перевагу потрібно внутрішнім деталям, які менше заважають розрізненню контуру знака. Розмір найменшої додаткової деталі має бути не меншим ніж 4', або 1/5 від найбільшої, основної деталі знака. Додаткові деталі не варто позначати пунктирними лініями. Не рекомендується в одному алфавіті застосовувати символи, які розрізняються за ознакою «позитив—негатив», або дзеркальні зображення. У сучасних СЛМ оператор все частіше працює зі складними повідомленнями, що несуть інформацію про декілька характеристик об'єкта або про декілька об'єктів.

Одним із найпоширеніших способів передавання складних повідомлень є формулярний. Формуляром називається компактна таблиця різних знаків, кожен з яких — це інформація про окремий параметр об'єкта. Для підвищення ефективності читання формуляра застосовують змішане кодування.

Інженерно-психологічні вимоги до акустичних індикаторів. Хоча значна кількість інформації операторові надходить завдяки зоровим сигналам, подеколи значно доцільніше застосовувати акустичні сигнали, які можуть передаватись у формі звуків або в мовній формі і використовуються у таких випадках:

/ коли інформація проста, стисла і потребує негайної реакції;

/ якщо застосування візуальної інформації неможливе за умовами роботи;

/ при необхідності попередження оператора про надходження наступного сигналу;

/ коли потрібен мовний зв'язок.

Звукові сигнали використовують для попередження оператора про небезпеку або про перехід системи в інший стан, для нагадування про використання певних дій чи для привертання уваги оператора.

Джерелом звукових сигналів можуть бути звукові генератори, гудки, сирени, свистки, дзвоники. Вони характеризуються:

• частотою: для аварійних сигналів — 800—5000 Гц, для попереджувальних — 200—800 Гц;

• рівнем звукового тиску в місці приймання: для аварійних сигналів — 90—100 дБ, для попереджувальних — 30—80 дБ;

• тривалістю окремих сигналів та інтервалів, яка має бути не менша ніж 0,2 с; тривалістю інтенсивних сигналів, котра не перевищувала б 10 с;

• модуляцією сигналів, яку необхідно здійснювати за рахунок зміни амплітуди і частоти. Глибина амплітудної модуляції має дорівнювати 12%, а частотної — 3% по відношенню до основної частоти.

Рекомендації до проектування звукових пристроїв для сигналів небезпеки і попереджувальних сигналів наведені в таблиці 5.

Таблиця 5 - Рекомендації до проектування звукових пристроїв

Умови	Рекомендації
Відстань до оператора значна (300 м і більше)	Застосовувати високу інтенсивність звуку низьких частот (< 1000 Гц), оскільки повітряне середовище поглинає високі звуки
Звук повинен обминати перешкоди, проходити через перегородки	Використовувати низькі частоти (< 500 Гц)
Сильний довколишній шум	Обирати частоту сигналу, що якомога більше відрізняється від частоти шуму, при цьому звуковий тиск сигналу має перевищувати рівень шуму на 10…16 дБ.
Привертання уваги оператора	Використовувати перервні сигнали або модулювати частоту сигналу з метою отримання "биття" сигналу
Реакція на сигнал попередження	Застосовувати прилади ручного вимикання сигналу

Мовні сигнали мають деякі переваги над звуковими у випадках, якщо:

• повідомлення складне;

• недостатня можливість упізнання джерела повідомлень;

• оператор не володіє семантикою кодів, тобто не розуміє значення закодованих сигналів;

• потрібен швидкий обмін інформацією;

• повідомлення стосується майбутніх дій оператора, і потрібен час для його підготовки;

• існує значна напруженість у діяльності оператора, коли можуть бути порушені процеси декодування сигналу.

Останнім часом, у зв'язку зі значними досягненнями у побудові синтезаторів мови, мовні сигнали набувають широкого використання у СЛМ. Так, наприклад, у системі управління енергостанцій застосування мовного обміну інформацією розвантажило зоровий канал оператора на 30% .

Основні вимоги до мовних сигналів, які формуються синтезатором, зумовлені психофізіологічними характеристиками процесу приймання інформації слухової модальності (підрозділ 3.1).

Зростання складності сучасних СЛМ, збільшуючи кількість контрольованих і керованих параметрів технічної системи, призводить до збільшення інформаційних ЗВІ, що, відповідно, негативно впливає на ефективність діяльності оператора.

Для підвищення швидкості і точності сприйняття сигналів оператор використовує інтегральні та полісенсорні (полімодальні) ЗВІ.

Інтегральні засоби подання інформації — так звані контактні аналоги (рис. 25) — доцільно застосовувати у випадках, коли прийняття рішень вимагає від оператора:

• одночасно оцінити параметри різного характеру або параметри, які змінюються у часі;

• підсумувати великий обсяг однорідної інформації;

• порівняти суперечливі або взаємопов'язані дані різного ступеня важливості;

• орієнтовно оцінити наявні відомості кількісного характеру та ситуацію, що склалася, і т. д.

В побудові полімодальних ЗВІ враховують не тільки особливості функціонування кожного аналізатора, а й їхні взаємовпливи у процесі приймання інформації. В обгрунтуванні вимог щодо інформаційної моделі також передбачають можливості діяльності оператора за згорнутим алгоритмом з використанням детальної інформації за мінімальної кількості переключень уваги на її виклик. Для забезпечення послідовності організації уваги оператора елементи інформаційної моделі мають розміщуватися відповідно найімовірнішій послідовності їх обслуговування. Домінуючий маршрут має зосереджуватися у зоні оптимального поля зору (рис.14)

Р и с. 14 Конаналоги:

а — інтегральна приладова панель із вертикальними шкалами; б, г — екрани системи «Сквайр» для керування підводним човном; в — зображення параметрів режиму польоту на екрані «Коналога»:

1 — картина польоту за заданими курсом і висотою;

2 — картина польоту за заданим курсом, але на висоті,

що перевищує задану

Рисунок 15

Інформаційна модель має давати змогу операторові прогнозувати характер розвитку ситуації і спостерігати як за поточними, так і за очікуваними результатами своїх дій. Модель має уможливлювати обробку інформації, а також способи її подання.

Організація потоків інформації передбачає як перевантаження, так і недовантаження операторів.

Для зменшення перевантаження оператора потрібно:

• давати інформацію з необхідним випередженням до початку виконання;

• скоротити потік інформації до необхідного мінімуму, відділити інформацію, що надходить епізодично, і подати її за запитом;

• виділяти для прийняття рішення максимальний час у межах відведеного для розв'язання завдання.

Для цього інформаційні моделі повинні містити відомості про час, який має у своєму розпорядженні оператор для виконання алгоритму.

Щоб збільшити навантаження оператора, доцільно:

• скоротити до мінімуму час від запиту до відтворення інформації;

• забезпечити достатню інтенсивність потоку інформації;

• підвищити рівень «помітності» інформації (мерехтінням сигналів, яскравістю, гучністю);

• забезпечити достатню тривалість індикації до реалізації оператором своїх дій;

• надати операторові можливість зворотного контролю за своїми діями.

Для забезпечення найбільшої швидкості обробки інформації оператор повинен сам регулювати потік інформації, тобто не бути жорстко пов'язаним з технічними характеристиками засобів подання інформації.

Характеристики сигналів, що подаються операторові, мають забезпечувати необхідний рівень їх диференційованого сприймання. Для цього при кодуванні сигналів ураховують оперативні пороги сприймання, а кожний сигнал наділяють двома—чотирма ознаками, аби запобігати помилкам.

Для більш рівномірного завантаження аналізаторів оператора основна інформація має оптимально розподілятися між зоровим, слуховим та іншими аналізаторами.

Багатофункціональні, полімодальні, об'ємні засоби відображення інформації суттєво підвищують ефективність діяльності оператора, але все ж таки залишаються індивідуальними ЗВІ, що не вирішує проблему оптимального представлення інформації.

Останнім часом дуже поширеними є дослідження зі створення нових ЗВІ, які базуються на групових формах відображення інформації, що можуть змінюватися залежно від умов діяльності і психофізіологічних можливостей оператора. Це так звані адаптивні ЗВІ.

Процес адаптації здійснюється не тільки через зміну форм її представлення, а й за рахунок зміни її обсягу, темпу і ритму. Різновидами адаптивних ЗВІ є індикатори з передбаченням та розвиткові мнемосхеми.

Спостерігається певна тенденція в розробці ЗВІ: від індивідуальних до групових, а потім до адаптивних і діалогових на базі сучасних ЕОМ.

Таким чином, постає питання не тільки розробки інформаційних моделей об'єкта, а передусім інформаційного забезпечення процесу прийняття рішень оператором.

Побудова ЗВІ на основі загальних і часткових вимог до елементів індикації потребує вирішення конкретних завдань, серед яких:

/ психологічний аналіз діяльності оператора, визначення його функцій і необхідної інформації;

/ вибір або проектування певних ЗВІ;

/ досягнення відповідності інтенсивності потоку інформації реальній працездатності оператора;

/ розробка інженерно-психологічних вимог до ЗВІ;

/ композиційне і кольорове вирішення системи відображення інформації;

/ оцінка і порівняльний аналіз отриманих варіантів майбутньої системи відображення інформації. Для вирішення цих завдань розроблено такі підходи, як структурно-психологічний, системно-лінгвістичний, графоаналітичний.

5.2. Проектування органів управління

За допомогою органів управління оператор СЛМ вирішує завдання введення командної інформації, встановлення необхідного режиму роботи, регулювання різних параметрів, запиту інформації для контролю тощо.

Типи органів управління, їх кількість і взаємне розташування визначаються характером рухів оператора, його функціями послідовності і важливості операцій, необхідною швидкістю і точністю роботи.

Проектування органів управління має забезпечити людині-оператору можливість швидкого знаходження конкретного органу управління та виконання з певною точністю і в певний час потрібних дій. При цьому слід ураховувати конструктивні і технічні обмеження (площа робочих приміщень, фактори зовнішнього середовища, технологічні особливості тощо).

Характер завдань, які вирішує оператор, вимагає розробки конкретних органів управління, що поділяються на певні групи:

• за характером рухів, здійснюваних людиною:

1. органи управління, які потребують виконання рухів вмикання, вимикання й перемикання;

2. органи управління, що передбачають повторні рухи типу обертальних, натискувальних і ударних;

3. органи управління, які вимагають дозованих, точних рухів для налагодження апаратури і встановлення режимів роботи;

за призначенням і характером використання оператором органи управління є:

1. оперативні — для постійного використання;

2. допоміжні — для періодичного вмикання, вимикання і контролю;

3. епізодичні, пов'язані з регулюванням, налаштуванням, калібруванням апаратури, проведенням регламентних робіт.

Вибір органу здійснюється відповідно до конкретних умов його використання. До факторів, які впливають на вибір органу управління, належать температурні умови, наявність вібрації, прискорення, невагомості, спеціальний вид одягу, положення тіла, умови освітлення.

Органи управління можна поділити на дві великі групи.

Перша група призначена для одномоментних (періодичних або одноразових) впливів на систему або об'єкти управління. Друга група органів управління використовується для виконання операцій, пов'язаних з уведенням у систему cигналів, що розрізняються за своєю величиною або тривалістю, операцій спостереження та деяких інших безперервних впливів.

Рис 16 Характеристики ручок органів управління

У всіх випадках, коли це можливо, слід надавати перевагу органам управління, що грунтуються на дискретному принципі впливу на систему. Органи управління однаковими системами або об'єктами мають розміщуватися на пульті відповідно до реального розміщення цих самих систем або об'єктів щодо його осі симетрії, враховуючи зони досяжності в моторному полі людини. Незалежно від використовуваного типу органів управління вони мають бути логічно згруповані, їхнє просторове розміщення повинно відповідати розміщенню пов'язаних із ними груп індикаторів або мнемосхем, а розташування органів управління всередині груп - розташуванню індикаторів на панелі інформації або мнемознаків на мнемосхемі. У тому разі, коли послідовність використання органів управління при виконанні різних операцій неоднакова, перевага, як правило, надається операціям введення системи в дію, зокрема операціям пуску.

В конструкції органів управління враховуються раніше сформовані сенсомоторні навички — стереотипи. З метою використання позитивного перенесення навичок у конструкцію систем враховується вимога, відповідно до якої органи управління в одному й тому самому спрямуванні руху повинні давати той самий ефект.

Керування органами управління може здійснюватися руками або ногами людини.

Ручне управління має деякі переваги перед ножним тоді, коли необхідні висока точність і швидкість установлення органу управління у певне положення і не потрібно прикладати для цього великі зусилля (9 кг і більше).

Слід також зважати на те, що в більшості людей функціональнішою є права рука. Саме цією рукою виконуються Дії, які вимагають найбільшої точності або сили. Органи управління, які приводяться в рух руками, точніші, ніж ті, що приводяться в рух ногою.

Ножне управління застосовується для розвантаження рук оператора, економії часу, при значній кількості органів управління, зниженій точності регулювання і при значних м'язових зусиллях.

Зусилля, необхідні для переміщення органів управління мають відповідати можливостям людини-оператора з урахуванням умов діяльності.

Для введення інформації оператор використовує різні типи органів управління, кожен з яких призначений для виконання певних функцій.

Специфічність кожного типу органів управління зумовлює і специфічні (часткові) інженерно-психологічні вимоги, і рекомендації до їх проектування та експлуатації.

Клавішні і кнопкові вимикачі й перемикачі застосовують для введення логічної і цифрової інформації, команд управління, вибору необхідного параметра, операцій «вмикання— вимикання» (рис. 18).

Р и с. 18

Вимикачі й перемикачі:

а — кнопкові; б ~ клавішні;

1 - привідний елемент - кнопка; 2 - привідний елемент - клавіша

Оптимальне розташування кнопок має бути на рівні ліктя сидячого оператора, щоб рука згиналася в ліктьовому суглобі на 90°, а передпліччя було в горизонтальній площині. При коротких і поодиноких натискуваннях на кнопку для підвищення швидкості реагування на сигнал кнопку розташовують над площиною стола, щоб кут між нею та кистю становив 30...45°.

Робочий хід кнопки має становити при частому використанні — 2...6 мм; при поодинокому — 6 мм; при натисканні великим пальцем — 3...12 мм.

Кнопки і клавіші повинні мати так званий зворотний зв'язок, який полягає в тому, що система у момент введення її в дію чинить їм певний опір. Зворотний зв'язок може бути механічним (різне зменшення зусиль) або акустичним (клацання, візуальний сигнал). Характеристики поворотних зусиль для кнопок різних типів і діаметрів — на рис. 19.

Рис 19 Поворотні зусилля для кнопок різних типів і діаметрів

Для особливо важливих команд використовують клавіші з фіксатором, графічним позначенням, а для зворотного зв'язку — з підсвіткою. При розташуванні на панелі значної кількості кнопок і клавіш їх необхідно групувати, кодувати за формою, розміром і кольором, а написи, символи наносити на самих елементах органів управління.

Важільні перемикачі (тумблери) використовують для реалізації функцій, які фіксуються і контролюються привідним елементом тумблера. Форма тумблера повинна бути конусоподібною або циліндричною з розширенням у вигляді кола або лопатки і відповідати антропометричним, біомеханічним і фізіологічним властивостям людини.

Поворотні вмикачі і перемикачі застосовують не тільки Для виконання операцій «вмикання — вимикання», а й для плавного безперервного або дискретного регулювання. За характером взаємодії руки оператора з привідними тами поворотних органів управління вони поділяються на чотири основні групи (рис. 20):

перший тип — захоплювання привідного елемента відбувається за допомогою великого і вказівного пальців;

другий тип — захоплювання привідного елемента здійснює кисть руки;

третій і четвертий типи — захоплювання привідного елемента здійснюється великим, вказівним і середнім пальцями.

Рисунок 20

Розміри привідних елементів визначаються залежно від докладених зусиль.

Для використання особливо точних операцій регулювання і налаштування дозволяється збільшити діаметр привідного елемента у 2—4 рази відносно рекомендованого. При опорі переміщенню більш ніж 100 Н необхідно застосовувати привідні елементи типу маховиків і важелів.

Маховики і штурвали використовують для ступеневих перемикань і плавного динамічного регулювання, що виконуються однією чи двома руками. їх застосовують для виконання повільних і точних кругових обертів, які потребують значних зусиль.

Маховик — орган управління, що має форму колеса, зі спицями чи без них, діаметром не більше 50 мм.

Штурвал — це різновид маховика або частина його — сектор, який використовується для зміни напрямку руху об'єкта. Рульове колесо — це теж вид маховика, який використовується для зміни напрямку руху об'єкта (рис. 21, а).

Рисунок 21

Вісь обертів маховика і штурвала при управлінні двома руками не повинна бути віддалена від сагітальної площини більше ніж на 50 мм. Площина обертів маховика без рукоятки при роботі однією рукою має знаходитися під кутом а = 10°...60° відносно діючої руки (рис. 21, в), а при використанні рукоятки під кутом а = 10°...90° — при обертанні кистю руки з передпліччям і а = 10°...45° — при обертанні всією рукою (рис. 21, б).

Розміри маховиків і штурвалів мають відповідати вимогам (табл. 6), а направленість обертів — напряму руху об'єкта. Розташування їх на панелі повинне бути таким, щоб рух руки оператора не перекривав графічні позначення.

Таблиця 6 – Рекомендовані характеристики для проектування маховиків і штурвалів

Спосіб обертання	колесо						Рукоятка
	Діаметр найбільший, мм		Поперечний переріз, мм		Довжина, мм		Діаметр най-більший, мм
	макс.	оптим.	макс.	оптим.	макс.	оптим.	макс.	оптим.
Двома руками за колесо	140-1000	350 - 400	10-40	25-30	-	-	-	-
Однією рукою за колесо	50-140	75-80	10-25	15-25	-	-	-	-
Кистю за рукоятку	150-400	250-300	-	-	75-150	100-120	15-35	25-30
Пальцями за рукоятку	50-200	75-100	-	-	30-75	40-50	10-20	15-18

Для кодування призначення маховиків краще застосовувати такі коди, як форма, розмір, колір і розташування у моторному полі. Кінцеві і проміжні позиції маховика і штурвала необхідно спеціально зафіксувати.

Важелі застосовують для виконання ступеневих перемикань та плавного динамічного регулювання однією чи двома руками при середніх і значних керуючих зусиллях. Розміщення важелів на робочому місці наведене на рис. 21.

Рис. 21 Розміщення важільних органів управління на робочому місці:

а — рекомендований хід рукоятки важеля; б — розміщення важеля відносно сидіння; в — висота розміщення важелів на різних рівнях (із розрахунку на середній зріст чоловіка 172 см і жінки 159 см у віці 18—21 року)

Форма і розміри рукояток важелів мають забезпечувати їх надійні захоплювання і утримання в процесі управління. Перевага надається рукояткам з овальними або циліндричними формами з рифленою поверхнею, без гострих кутів. При виконанні дискретного управління у конструкції важелів варто передбачити пружинну фіксацію проміжних і кінцевих положень. Направленість переміщення важеля управління має збігатися з направленістю змін у самому об'єкті і відповідному індикаторі. Інтервали між поряд розташованими рукоятками повинні бути не менші ніж 50 мм — за переміщення однією рукою, 100 мм — за переміщення двома руками, 130 мм — у роботі в рукавицях і 150 мм — за відсутності візуального контролю.

Важелі управління встановлюють у зоні досяжності з урахуванням вимог технічної безпеки.

Зусилля (Н) оператора залежать від способу переміщення важеля і наведені у таблиці 7.

Таблиця 7 – Залежність між зусиллями і способами переміщення важеля

Спосіб переміщення	Частота використання
	Більше 5 разів на зміну	Менше 5 разів на зміну
Пальцями	10	30
Кистю	20	40
Кистю з передпліччям	30	60
Однією рукою	60	150
Двома руками	90	250

Ножні органи управління використовуються для виконання операцій «вмикання — вимикання» і регулювання стану об'єкта управління. Вони застосовуються у випадках: ^а) коли треба розвантажити руки оператора для виконання інших керуючих дій; б) якщо управління об'єктом вимагає значних зусиль і незначної точності. Такий тип органів управління переважно використовується для робочого положення оператора — «сидячи». Основні типи педалей наведені на рис. 22.

Рисунок 22

Ножні кнопки, на відміну від педалей, розраховані на натискання не всією ступнею, а тільки пальцями ніг. Але їхнє використання неефективне, тому їх потрібно дублювати іншими органами управління або заміняти на педалі. Робочі поверхні кнопок мають бути рифленими, а їхня конструкція — передбачати можливість сенсорного контролю моменту натискання: тактильне або слухове відчуття клацання, світловий або звуковий сигнал.

Діапазон необхідних зусиль для ножних кнопок — 20—90 Н, рекомендований розмір — 50—80 мм, а глибина втеплювання — 30—50 мм. Ножні кнопки і педалі встановлюють у зоні оптимальної досяжності (рис. 23).

Рисунок 23

5.3. Організація робочого місця оператора

Робоче місце — це простір, в якому розташовані засоби відображення інформації, органи управління і допоміжне обладнання для виконання трудової діяльності оператора або групи операторів. Робоче місце — найменша цілісна одиниця виробництва, де наявні три основні складові: предмет праці, засоби діяльності і суб'єкт діяльності.

Конструктивні властивості технічних засобів діяльності слід узгоджувати з можливостями людини з урахуванням виконання нею робочих операцій у нормальних чи аварійних умовах. Цього можна досягти, враховуючи:

• антропологічні, біомеханічні, психофізіологічні і психологічні властивості людини;

• санітарно-гігієнічні норми, вимоги і рекомендації;

• вимоги техніки безпеки;

• норми технічної естетики.

Специфіка робочих місць залежить від характеристик вирішуваних завдань і особливостей предметно-просторового оточення. Вона визначає:

• типи засобів управління виробничим процесом і особливості їхнього розміщення;

• типи засобів відображення інформації і органів управління, а також їх взаємне розташування;

• робоче положення тіла;

• необхідність у спецодязі і засобах індивідуального захисту;

• режим праці та відпочинку;

• забезпечення необхідного простору для ремонту і налагодження обладнання;

• необхідність місця для спецоснащення, складування готової продукції.

Робочі місця можуть бути класифіковані за різними ознаками.

З-поміж основних функцій, які виконує людина в системі, розрізняють робочі місця: оперативного управління, інформаційно-довідкові, оператора ЕОМ, функціонально-технологічного контролю, керування рухомим об'єктом, комбіновані.

Щодо кількості одночасно працюючих операторів робочі місця є індивідуального і групового використання.

За характером робочих операцій, які виконує людина, вони поділяються на автоматизовані і механізовані.

За ступенем спеціалізації робочі місця можуть бути універсальними, спеціалізованими і спеціальними.

Залежно від положення тіла оператора у просторі під час трудової діяльності виділяють робочі місця для виконання робіт сидячи, стоячи, сидячи-стоячи і лежачи.

Конструкція робочого місця має забезпечувати: можливість оператора швидко зайняти його, змінити положення тулуба і кінцівок, прийняти зручну позу для відпочинку; відсутність постійного контакту життєво важливих частин тіла з корпусом, механізмами та агрегатами об'єкта, можливість надання першої допомоги пораненим, їх евакуації, швидкого залишення об'єкта в аварійних ситуаціях.

Просторове компонування робочого місця, величина зусиль на органи управління, параметри кутів спостереження визначаються насамперед положенням тіла працюючого.

З точки зору біомеханіки положення тіла залежить від орієнтації його в просторі, а також від розмірів площі опори. Кожне з положень тіла характеризується певними умовами рівноваги, ступенем напруження м'язів, станом серцево-судинної і дихальної систем, розташуванням внутрішніх органів і, відповідно, витратами енергії.

Крім того, на вибір робочого положення впливають характер робочого навантаження та його значення, обсяг і темп робочих рухів, задана точність виконання операцій, особливості предметно-просторового оточення і площа функціональних приміщень.

Сам термін «робоча поза» позначає типове положення тіла у просторі при виконанні трудових операцій. Як правило, перевага надається положенню оператора «сидячи», оскільки це вимагає меншого напруження різних груп м'язів і сприяє успішному перебігу процесів сприймання і переробки інформації (рис. 24). Основою такого автоматизованого Робочого місця управління є пульт управління, який може Мати різні форми (рис. 25).

Фронтальна форма пульта (а) застосовується за можливості розташування всіх органів управління і засобів відображення інформації у відповідних зонах:

• ОУ — максимальної і допустимої зони досяжності;

• ЗВІ — в зонах центрального і периферійного поля зору.

Трапецієподібну (б) використовують тоді, коли не можливо ЗВІ і ОУ розташувати на пульті фронтальної форми. В цих випадках вони частково розміщуються на бокових панелях, які розгорнуті відносно фронтальної під кутом 90-120°.

Багатогранну (в) застосовують за значної кількості ЗВІ і ОУ, при цьому мінімальний радіус досяжності становить 600 мм, а максимальний радіус спостереження за показниками приладів — 5000 мм.

Рис. 24 Робоча поза «сидячи»

Р и с. 25

Форми пультів і панелей: а — фронтальна; б — трапецієподібна; в — багатогранна

Підвищення точності і швидкості дій операторів передбачає розташування ЗВІ і ОУ з дотриманням принципів (рис. 26) функціональної відповідності, об'єднання, поєднання стимулу і реакції, послідовності дій, важливості і частоти використання.

Принцип функціональної відповідності (рис. 26, а) є актуальним, коли підсистеми СЛМ незалежні, автономні або дуже слабо пов'язані між собою. Згідно з цим принципом кожна підсистема СЛМ має свою блок-панель на пульті управління. Загальна оптимізація компонування пульта залежатиме від оптимізації кожної блок-панелі, для компонування якої можна послуговуватися іншими принципами розташування ЗВІ і ОУ.

Принцип об'єднання (рис. 26, 6) вимагає застосування значної кількості однотипних елементів контролю і управління, які набувають одного й того самого стану (положення) протягом певного часу і які поєднані в одну групу. Використання цього принципу сприяє значному зменшенню кількості інформації, що надходить до людини-оператора.

Принцип поєднання стимулу і реакції (рис. 26, в) просторово узагальнює елементи управління та індикації. Застосування цього принципу суттєво зменшує кількість варіантів вибору органу управління і відповідно — інформаційне навантаження на оператора.

Принцип послідовності дій (рис. 40, г) вимагає такого розташування елементів управління на пульті, яке б відповідало алгоритму діяльності оператора. При цьому необхідно враховувати стереотипи, які склалися в певного контингенту операторів (наприклад, для слов'янських народів — це стереотип читання текстів зліва направо, а для арабів чи японців — навпаки).

Принцип важливості і частоти використання (рис. 26, ґ) передбачає розміщення найважливіших індикаторів та органів управління, що найчастіше використовуються, в оптимальних робочих зонах. Цим забезпечується ефективна робота оператора за рахунок зниження його втомлюваності.

Розглянуті принципи розташування ЗВІ і ОУ можуть вступати у протиріччя між собою, тому в кожному конкретному випадку проектування пульта управління потрібно насамперед звертати увагу на особливості функціонування СЛМ.

Рисунок 26

Робоче сидіння є елементом робочого місця, яке забезпечує підтримку робочої пози оператора у положенні «сидячи».

Обираючи тип робочого сидіння, варто враховувати специфіку роботи, обсяг робочого простору, особливості інших елементів робочого місця, можливість зміни робочого положення, характер рухів різних частин тіла, наявність вібрації, Умови безпеки.

Робочі сидіння повинні забезпечувати:

• підтримку такого положення тіла у просторі, за якого навантаження на м'язи буде мінімальним;

умови для зміни робочої пози з метою зняття статичної напруги м'язів спини;

• нормальне функціонування організму людини;

• зручність розміщення у кріслі і вставання з нього;

• вільне переміщення тулуба і кінцівок тіла у процесі роботи;

• повільне або ступеневе регулювання параметрів, з кроком для лінійних параметрів — 10 мм, а для кутових — Г.

Робочі стільці та крісла розраховані на довготривале використання, і тому до їхньої конструкції належать сидіння, спинка, підтримувальні конструкції, підлокітник і підголівник (для крісел), підставка для ніг.

Робочі крісла для транспортних засобів мають: високу спинку для забезпечення необхідної опори тіла в роботі з педалями; значний кут її нахилу (95°...135°) з обов'язковим його регулюванням; ширше сидіння (450...800 мм); регулювання висоти сидіння, передньо-заднього його переміщення, антивібраційне обладнання. Основні параметри крісла оператора наведені на рис. 27.

Рис. 27

Розріз і розміри робочого крісла оператора

У проектуванні робочих місць, розрахованих на робочу позу «сидячи-стоячи» або «стоячи», необхідно враховувати і відповідні антропометричні та психофізіологічні характеристики оператора. Розміщення панелей управління для роботи оператора, їхній нахил суттєво відрізняються від цих самих характеристик робочої пози «сидячи» (рис. 28).

Положення «стоячи» більше відповідає природному положенню тіла людини у просторі, хоча площа опори значно менша. В цьому положенні людина має сприятливіші умови для візуального огляду, переміщення тіла у просторі, виконання перцептивно-моторних рухів. Але тривале перебування в цій позі викликає підвищення тиску в судинах нижніх кінцівок, що призводить до розвитку різних патологічних захворювань.

Рис. 28

Розміри робочого місця у положенні «сидячи-стоячи»

Ось чому в роботі у положенні «стоячи» треба уникати фіксованих поз і робити короткі перерви для відпочинку в положенні «сидячи». Різні варіанти робочих місць наведені на рис. 28.

5.4. Фактори виробничого середовища

Проектування виробничого середовища базується на знанні фізичних, фізіологічних і психологічних механізмів впливу факторів цього середовища на організм і діяльність оператора. Врахування цих факторів дає можливість створити нормальні умови праці, підтримувати працездатність оператора та ефективність його діяльності.

Умовно елементи виробничого середовища складаються з чотирьох груп факторів:

• психофізіологічних, до яких належать фізичні навантаження, нервово-психічне напруження, елементи робочого місця (робоча поза, засоби відображення інформації, органи управління тощо), котрі залежать від умов праці;

соціально-психологічних, які породжуються соціально-економічними відносинами в суспільстві, на виробництві, міжособистісними стосунками і створюють певний соціально-психологічний клімат;

• естетичних, що зумовлюють естетичне відношення до процесу виробництва і самої праці;

• санітарно-гігієнічних, які характеризують зовнішнє середовище і впливають на працездатність людини.

Зовнішнє середовище робочого місця оператора залежить від таких факторів:

/ метеорологічних умов різних кліматичних зон, у яких відбувається професійна діяльність оператора (на півдні чи на півночі, в долині чи в горах і т.п.);

/ мікроклімату і газового складу повітря у приміщенні (температура, вологість і швидкість переміщення повітря, вміст кисню і вуглекислоти тощо);

/ використання і експлуатації різних технічних засобів, пристроїв, агрегатів і т.п. (шуми, вібрація, випромінювання, токсичні домішки тощо).

Для раціонального врахування цих факторів у розробці СЛМ суттєве значення має їхня класифікація. Зовнішнє середовище робочого місця оператора визначається дією двох груп факторів — фізичних і хімічних.

У проектуванні СЛМ слід ураховувати і нормувати всі групи факторів, оскільки в певних умовах вони можуть викликати функціональні відхилення в організмі людини і — як наслідок — негативно вплинути на її здоров'я та ефективність діяльності.

У нормуванні впливу факторів виробничого середовища виділяють чотири рівні:

• оптимальний рівень роботи людини за довготривалої дії факторів;

• експлуатаційний, розрахований на певний час перебування людини в даних умовах (зміна, чергування тощо);

• гранично допустимий, коли людина короткочасно, епізодично перебуває в певних умовах і коли допускається певне зниження її працездатності;

• гранично витримуваний, при якому забезпечується життєдіяльність людини за мінімальної працездатності. Цей рівень характеризує аварійні ситуації.

Способи захисту оператора від негативного впливу факторів залежно від конкретної ситуації можуть бути активними або пасивними. Активний захист пов'язаний з ліквідацією негативно діючих факторів. Якщо це неможливо, то розробляються заходи, котрі запобігали б діям цих факторів. Це — методи пасивного захисту, які можуть бути спрямовані на захист певних приміщень або кожної людини чи можуть поєднувати групові та індивідуальні форми захисту.

Фактори виробничого середовища можуть впливати на стан і ефективність діяльності оператора не тільки безпосередньо, а і опосередковано. Наприклад, шум може впливати на сприймання мовленнєвих повідомлень і в цей самий час знижувати швидкість сенсорних реакцій, координацію рухів, концентрацію уваги, «провокувати» виникнення негативних емоцій (роздратування).

Найповніший перелік нормованих факторів зовнішнього середовища й конкретні значення норм містяться у санітарно-гігієнічних вимогах і документах. Зараз діють понад 40 держстандартів інженерно-психологічного і ергономічного спрямування. Створюючи певний мікроклімат у робочих приміщеннях, необхідно враховувати, що джерелом тепла, крім обладнання, є також люди. При важкій фізичній роботі людина виділяє 300 ккал за годину, більше ніж 2000 ккал за зміну.

Цікавим є той факт, що людський організм виділяє 22 ккал на одиницю ваги за добу, а Сонце — всього 4,4 ккал. Для свого теплообміну людський організм використовує фізичні властивості самого середовища: конвенція — 30 %, випромінювання — 45 % і випаровування — 25 %. Але це співвідношення у теплорегуляції залежить від вологості і швидкості переміщення повітря. Так, вологе холодне повітря є більш теплопровідним, ніж сухе, і тому сприяє інтенсивнішій віддачі тепла. За підвищеної температури і вологості повітря (80...90 %) утруднюється потовиділення, що суттєво порушує терморегуляцію і, відповідно, знижує працездатність. Підвищення температури негативно впливає на психологічні функції людини, зокрема зменшується обсяг оперативної пам'яті і погіршується здатність до побудови асоціацій, виконання розрахункових операцій.

Встановлено, що температура повітря має бути 18—23° для робіт, які не потребують фізичних зусиль, 10—16° — при фізичних зусиллях і 8—9° — якщо в приміщенні є інфрачервоне випромінювання. Вологість повітря не може бути нижчою ніж 30 % і вищою 50—60 %. Швидкість переміщення повітря у теплий період повинна бути — 0,1—0,5 м/с, а в холодний — 0,1—0,3 м/с.

Результати роботи оператора значною мірою залежать від освітлення робочих місць. Освітлення робочих приміщень слід забезпечувати відповідно до встановлених норм і вимог.

За відсутності необхідних вимог освітлюваність має дорівнювати:

• робочі приміщення, де використовуються ЕОМ і обладнання конторського типу, 1000—500 лк;

• робочі приміщення, де встановлене вимірювальне обладнання, прилади для спостереження за процесами, 500—300 лк;

• приміщення, де здійснюють ремонтні роботи:

• загальні — 500—300 лк;

• для приладів — 2000—1000 лк;

• для виконання запису — 700—500 лк.

Крім освітлення, мають значення колір стін, спектральний склад самого світла, а також вид контрасту пред'явлення інформації, що використовується. Від кольорового рішення інформаційної панелі також залежить надійність приймання інформації оператором.

На ефективність роботи оператора впливає і рівень шуму. Вплив шумів призводить до збільшення кількості помилок і до зниження продуктивності вирішення творчих завдань, швидкості й точності сенсомоторних процесів. Крім цього, шум може суттєво впливати на емоційну сферу оператора, спричиняючи виникнення таких негативних емоцій, як роздратованість, невдоволення. Особливо небезпечні високочастотні й переривчасті шуми.

Залежно від характеру шумів і їхнього впливу на організм оператора розроблені норми звукового тиску. Доведено, що шум понад 95 дБ знижує ефективність праці на 25 %. Якщо Дія шуму інтенсивністю 120 дБ триватиме одну годину, то після цього необхідно п'ять годин відпочинку, щоб повернувся нормальна гострота слуху. Шум може викликати певні професійні захворювання. Основними засобами боротьби з шумом є ізоляція джерела шумів, застосування засобів індивідуального захисту, раціональне планування приміщень, використання шумопоглинальних матеріалів і покриттів.

Серед механічних факторів виробничого середовища основним вважається вібрація.

При вібраціях знижується гострота зору, порушується константність як властивість сприймання, відбуваються навіть загальні розлади життєдіяльності людини (нервові розлади, атрофія м'язів кінцівок, головний біль). Найшкідливішою є вібрація з частотою 6—8 Гц, оскільки в цьому діапазоні знаходиться власна частота тіла людини.

Серед основних заходів зменшення дії вібрації — застосування віброзагашувальних матеріалів і пристроїв, дистанційного управління, спеціальних конструктивних рішень.

Останнім часом до факторів, що негативно впливають на здоров'я операторів, дедалі частіше відносять електромагнітні поля (ЕМП) високих частот. Експериментальні дані свідчать: характер впливу ЕМП залежить від типу нервової системи. Наприклад, для людей із сильним типом нервової системи цей вплив буде меншим, ніж для слабкого типу нервової системи. Максимально можливими рівнями ЕМП вважаються:

• для СВЧ-діапазону — 10 мквт/см²;

• до 300 Мгц: електрична складова — 5 в/м, магнітна складова — 5 а/м.

Ці рівні можливі за безперервної роботи людини протягом усього робочого дня, а якщо вони вищі, то потрібно скорочувати час роботи людини. Так, наприклад, зі збільшенням інтенсивності СВЧ з 10 до 100 мквт/см² дозволено працювати не більше двох годин на добу. Для запобігання впливу ЕМП використовують екрани, щити, сітки, спеціальні камери, а також засоби індивідуального захисту.

На життєдіяльність людини впливає склад повітря. Нормальними вважаються умови, коли частка кисню становить 19—20 %, а вуглекислого газу — близько 1 %. Зниження вмісту кисню до 16 % і менше та збільшення частки вуглекислого газу до 3 % і більше можуть призвести до дуже поганих наслідків.

У повітрі виробничих приміщень містяться різних розмірів і походження частки органічного і неорганічного пилу, а також інші токсичні домішки, з яких найбільш шкідливим є окис вуглецю. Для зменшення впливу токсичних домішок застосовують захисні плівки на поверхні рідини, герметизацію і кондиціювання приміщень, індивідуальні засоби захисту.

При проектуванні технологічних процесів, за здійснення яких виділяються дуже небезпечні токсичні домішки, необхідно закладати

дистанційне управління;

зони і місця виділення токсичних домішок слід обладнати спеціальними укриттями з відбором повітря;

із даних зон належить постійно отримувати інформацію про стан зовнішнього середовища.

В цілому ж треба розглядати у взаємозв'язку інженерно-психологічні параметри фізичного середовища на виробництві і відповідні характеристики технічних засобів діяльності оператора — це і буде реалізацією комплексного підходу до оптимізації трудової діяльності.