Проектирование реакторной установки

Оператор-технолог. Он непосредственно включен в технологический процесс, работает в режиме немедленного обслуживания, совершает преимущественно исполнительные действия, руководствуясь при этом инструкциями, содержащими, как правило, полный набор ситуаций и решений. Основными в его деятельности являются функции формального перекодирования и передачи информации.

Оператор-манипулятор. К числу функций такого оператора относится управление манипуляторами, роботами, машинами - усилителями мышечной энергии.

Оператор-наблюдатель, контролер. К ним относятся операторы слежения радиолокационных станций, диспетчеры энергетических, транспортных систем и т.п. Это классический тип оператора, наиболее исследованный и описанный в литературе. Для него характерен большой объем информационных потоков. Он может работать как в режиме немедленного, так и в режиме отсроченного обслуживания.

Оператор-исследователь. Для него характерно использование аппарата понятийного мышления и опыта, заложенных в образно-концептуальных моделях. К числу таких операторов относятся пользователи вычислительных систем, дешифровщики объектов или изображений и т.д.

Оператор-руководитель. Он управляет не техническими компонентами системы или машины, а другими людьми. Это управление может осуществляться как непосредственно, так и опосредствованно - с помощью технических средств и каналов связи. Большое значение в его деятельности имеет учет не только возможностей и ограничений машинных компонентов системы, но и особенностей подчиненных. Основной режим деятельности оператора-руководителя - оперативное мышление.

В сферу изучения эргономики включают также труд, выполняемый вручную. В этом случае оператором становится человек, выполняющий трудовые действия на любом рабочем месте.

С этих позиций операторами являются дежурный по станции, поездной диспетчер, маневровый диспетчер, дежурный по отделению, начальник станции и другие оперативные работники станции.

Машина - любое техническое устройство, предназначенное для целенаправленного изменения материи, энергии или информации. В эргономике в качестве машин рассматриваются:

производственная техника (машины, механизмы, инструменты, аппаратура управления машинами и технологическими процессами, средствами транспорта, коммуникации, связи и т.п.);

непроизводственная техника (средства коммунальной и бытовой техники, техника передвижения, техника образования и культуры и др.);

военная техника (танки, ракетные установки, летательные аппараты, надводные и подводные суда и т.п.).

Среда - внешние факторы, оказывающие влияние на работу оператора и машины. Под ними понимают не только температуру, влажность, газовый состав воздуха, шум, вибрацию, но и социально-психологические факторы, команды и пояснения руководителей работ, различные правила, инструкции и т.д.

Система - совокупность элементов, обладающих интерактивными свойствами. В эргономике в качестве элементов системы рассматриваются оператор, машина и среда. Каждый из указанных элементов может изменяться во времени. В результате происходит изменение их взаимодействия. В эргономике чаще всего речь идет о системе “человек-машина-среда” (СЧМ). Иногда применяют и другие обозначения: система “оператор-машина-среда”, система “человек-машина”, система “человек-техника”, эрготехнические, социотехнические и т.д. Несмотря на разнообразие названий, общим для этих систем является то, что они представляют собой физические, целенаправленные, замкнутые системы, включающие в себя человека как главное, решающее (управляющее) звено. В зависимости от количества операторов и машин в эргономике выделяют два основных вида систем: “один человек-оператор-одна машина-среда” и “группа людей-операторов-группа машин-среда”. Первые СЧМ называют единичными, а вторые - массовыми./14/

Ошибка оператора - любое действие (или бездействие) человека, мешающее успешной работе СЧМ. Ошибки вызываются не только безответственностью, рассеянностью или низкой квалификацией работника, но и тем, что безошибочные действия в определенных ситуациях оказываются за пределами физических и психических возможностей человека.

3.3 Психофизиологическая сущность и структура трудовой деятельности

С позиций эргономики трудовая деятельность рассматривается как процесс преобразования информации и энергии, происходящей в системе "человек - орудие труда - предмет труда - окружающая среда". Следовательно, эргономические исследования рекомендации должны основываться на выяснении закономерностей психических и физиологических процессов, лежащих в основе определенных видов трудовой деятельности, с предметом труда и окружающей физико-химической и психологической средой.

В последние годы много новых идей возникло в связи с рассмотрением трудовой деятельности как процесса взаимодействия человека с машиной и более сложными системами управления. Некоторые из этих идей конструктивны в смысле перехода от качественных к структурно-количественным представлениям в разработке теории деятельности. Значительный вклад в понимание психофизиологического содержания трудовой деятельности внесли исследования по физиологии труда.

Деятельность - это реализация личностных свойств человека. Эти свойства имеют также определенную структуру, рассматриваемую в теориях личности. Окружающая среда и сама деятельность могут приводить к изменению состояния человека. Процесс длительности регулируется не только внутренними, но и внешними факторами, к которым относятся взаимодействующий субъект (или коллектив) и сам предмет труда. В качестве взаимодействующего компонента деятельности может выступать и орудие труда, если оно относится к классу автоматических устройств.

В более формализованном виде трудовую деятельность можно представить как динамическую структуру, осуществляющую преобразование информации и энергии.

Работающий человек имеет трудовую цель, т.е. субъективную модель состояния предмета труда, в которое необходимо перевести этот предмет из исходного состояния посредством трудовых - информационных и энергетических воздействий. Эти воздействия человек может осуществлять непосредственно на предмет труда или через промежуточное устройство - орудие труда. При этом человек воспринимает информацию через сигналы от предмета труда, промежуточного устройства и среды. Цель труда у человека формируется на основе мотивов, потребностей, установок (своих или получаемых извне).

Воспринимаемая и извлекаемая из памяти информация преобразуется по одному из тех типов переработка информации человеком: прямого замыкания (прямая, закрепленная ассоциативная связь, автоматизированное действие), репродуктивного мышления (принятие решения путем пошагового преобразования информации по известным правилам), продуктивного (или творческого) мышления. С помощью этих преобразований формируется прогнозируемый результат трудового воздействия и программа (план, стратегия) действий для его достижения.

Существенное влияние на характер протекания процессов, восприятия, мышления, воспроизведения сведений в памяти оказывают активационные воздействия, обусловленные уровнем бодрствования, эмоциональным и волевым напряжениям, функцией внимания. В основе информационных и энергетических преобразований, представляющих собой суть трудового воздействия на предмет труда, лежат физико-логические процессы. В целом вся описанная функциональная структура представляет собой систему "человек - орудие труда - среда".

Предметом труда не обязательно может быть объект внешнего мира. Человек способен осуществлять преобразования информации, имеющие смысл трудового воздействия, целиком в сфере субъективного отражения, создавая "духовный продукт". Деятельность, направленную на объекты внешнего мира, называют предметной, или экстериозированной, а направленную на преобразование и формирование собственных энграмм (т.е. представлений, образов, понятий, планов) - интериозированной. В чистом виде эти типы деятельности практически не встречаются. Речь может идти только лишь о существенном преобладании одного из них.

Специфика взаимоотношений человека с предметом труда через промежуточное устройство определяется главным образом тем, какие свои функции как преобразователя информации и энергии человек передал этому устройству. Различают два типа систем "человек - орудие труда - среда": с промежуточными устройствами в виде простых орудий труда; в виде машин.

При работе с простыми орудиями труда весь поток информации, необходимый для управления воздействием на предмет труда, преобразует человек и он, таким образом, во всех отношениях и в любой момент осуществляет и контролирует процесс воздействия. Машина в интересующем нас аспекте является преобразователем информации, а не только энергии, т.е. она частично без участия человека формирует командные сигналы и регулирует воздействие. В результате принципиальная особенность работы человека с машиной заключается в неполном контроле с его стороны за протекающим процессом воздействия на предмет труда.

Первый тип систем, которые можно называть системами "человек - инструмент", делится на четыре класса в зависимости от того, какую функцию человека реализует орудие труда.

Эффективными орудиями (инструментами). Психофизиологическая особенность этого класса заключается в изменении характера воздействия на предмет труда по сравнению с естественными двигательными реакциями человека.

С афферентными орудиями. С помощью таких орудий естественный образ предмета труда превращается в измененный образ, который можно рассматривать как простейшую информационную модель предмета. Искусственного кода здесь нет, а есть изменение масштаба, ракурса, выпадение отдельных признаков и появление новых (например, при работе с микроскопом). В результате человек должен в процессе обучения выработать специальный (отличный от жизненного опыта) набор энграмм - эталонов, необходимых для восприятия.

С орудиями памяти (например, чертеж, фотография, запись). В этом случае используется искусственный код. Перекодирование как специфический психический процесс становится важным компонентом деятельности человека.

С орудиями преобразования информации (счеты, логарифмическая линейка). В результате использования таких орудий происходит изменение психологической структуры принятия решений. Ряд операций продуктивного мышления человек может превратить в простые операции прямого замыкания, высвобождая тем самым свой мозг для творческого мышления.

Второй тип систем, или систем "человек - машина", делится на три класса:

С простой машиной, в которой совершается преобразование информации по элементарной линейной программе (передача то человека части реакций прямого замыкания). Обратная информация от предмета труда поступает почти полностью к человеку, и он сам вносит коррективы в программу машины.

С репродуктивно - преобразующей машиной (обычные ЭВМ). В этом классе характерным является существенное, почти полное отчуждение человека от предмета труда и его преобразования. Если человеку понадобится включиться в рабочий процесс, он должен будет по искусственному коду реконструировать как состояние предмета труда, так и процессы, которыми управляет машина.

С продуктивно - преобразующей машиной (самоорганизующиеся кибернетические устройства). Взаимодействие человека с такой машиной уже носит характер информационного обмена между относительно замкнутыми системами информации.

Человека, работающего с помощью машины, будем называть оператором. Ввиду того что именно этот тип деятельности является основным предметом эргономического исследования, рассмотрим его психофизиологическую сущность более подробно.

Наиболее характерной чертой деятельности оператора является то, что он лишен возможности непосредственно наблюдать за управляемыми объектами и вынужден пользоваться информацией, которая поступает к нему по каналам связи. Деятельность человека, совершаемая не с реальными объектами, а с их заместителями или имитирующими их образами, называют деятельностью с информационными моделями реальных объектов.

Информационная модель - совокупность информации о состоянии и функционировании объекта управления и внешней среды. Она является для оператора своеобразным имитатором, отражающим все существенно важные для управления свойства реальных объектов, т.е. тех источников информации, на основе которого он формирует образ реальной обстановки, производит анализ и оценку сложившейся ситуации, планирует управляющие воздействия, принимает решения, обеспечивающие правильную работу системы и выполнение возложенных на нее задач, а также наблюдает и оценивает результаты их реализации.

Объем информации, включенной в модель, и правила ее организации должны соответствовать задачам и способам управления. Физически информационная модель реализуется с помощью устройств отображения информации. Наиболее существенной особенностью деятельности человека с информационной моделью является необходимость соотнесенья сведений, получаемых с помощью приборов, экранов, табло как между собой, так и с реальными управляемыми объектами. Именно на основании соотнесенья этих сведений строится вся деятельность оператора. Рассмотрим основные этапы деятельности оператора при решении определенной технологической задачи или выполнении операции СЧМ.

Первый этап - восприятие информации - процесс, включающий следующие качественно различные операции: обнаружение объекта восприятия; выделение в объекте отдельных признаков, отвечающих стоящей перед оператором задаче; ознакомление с выделенными признаками и опознавание объекта восприятия.

Различия между операциями обнаружения и выделения информативных признаков определяются тем, что явления, связанные с обнаружением объекта восприятия, протекают на уровне рецепторных полей воспринимающих систем, в то время как способность к выделению информативного содержания формируется на основе прошлого опыта и требует специального обучения.

В процессе ознакомления с выделенными признаками оператор устанавливает связи между отдельными свойствами объекта восприятия, формирует собственные системы эталонов, на основании которых он может впоследствии опознать объект или ситуацию. Процессам ознакомления и опознавания сопутствуют обычно укрупнение признаков, объединяющих их в структуры, которые затем выступают как единые оперативные единицы восприятия.

Оперативная единица восприятия - это семантически целостное образование, формирующееся в результате рецептивного обучения и создающее возможность практически одномоментного, и целостного восприятия объектов внешнего мира, независимо от числа содержащихся в них признаков. Формирование оперативных единиц восприятия обеспечивает не только целостность и предметность восприятия, но и возможность в дальнейшем мысленного реконструирования ряда особенностей объекта, не нашедших непосредственно отражения в информации, предъявленной оператору, равно как и возможность выделения полезной информации в помехах.

Второй этап - оценка информации, ее анализ и обобщение на основе заранее заданных или сформированных критериях оценки. Оценка производится на основе сопоставления воспринятой информационной модели со сложившейся у оператора внутренней образно-концептуальной моделью обстановки (системы управления). Концептуальная модель представляет собой продукт осмысливания оператором сложившейся ситуации с учетом стоящих перед ним задач. В отличие от информационной модели она относится к внутренним психологическим способам - средствам деятельности оператора.

3.4 Факторы деятельности, вызывающие утомление

Основным фактором, вызывающим утомление, является интегральная экстенсивностная напряженность деятельности (нагрузка). Помимо абсолютной величины нагрузки на степени развития утомления сказывается еще ряд факторов, среди которых необходимо выделить следующие:

- статический или динамический характер нагрузки;

- интенсивность нагрузки, т.е. ее распределение во времени;

- постоянный и ритмический характер нагрузки.

Статическая физическая нагрузка при прочих равных условиях ведет к большему развитию утомления, чем динамическая, причем субъективное ощущение усталости в этом случае выражено особенно отчетливо.

Время наступления утомления и его выраженность зависят от степени интенсивности нагрузки следующим образом: при увеличении интенсивности нагрузки утомление наступает раньше, при уменьшении интенсивности нагрузки - время наступления утомления не изменяется (в последнем случае производительность труда значительно снижается, что невыгодно). Существует определенная оптимальная интенсивность нагрузки, при которой утомление развивается медленнее всего.

Помимо величины нагрузки существует ряд дополнительных или способствующих развитию утомления факторов. Сами по себе они не ведут к развитию утомления, однако, сочетаясь с действием основного фактора, способствуют более раннему и выраженному наступлению утомления. Эти факторы можно разбить на три больших группы:

· микроклимат;

· использование техники;

· нарушение режима труда и отдыха.

К первой группе относятся: пониженное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, повышенное содержание углекислого газа, высокая температура среды, повышенная влажность, изменение барометрического давления и т.п.

Наибольшим разнообразием характеризуется вторая труппа. Среди причин, входящих в эту группу, следует назвать изменение состава воздуха - загрязненность его различными газами (например, продуктами неполного сгорания топлива и др.); действие механических сил ведущих к вибрации, тряске, ускорениям, воздействие электромагнитных колебаний, шумов и ультразвука, изменение освещенности, неудобство рабочей позы и многое другое.

Наконец к третьей группе относятся факторы, связанные в основном с нарушением режима труда и отдыха: недостаточность времени для восстановления сил после утомления, неправильное использование перерывов между работой, непродуманное планирование работы и отдыха.

На развитие утомления сильно влияют эмоциональные факторы. Выраженность и время наступления утомления человека, его общего и специального физического развития и т.п.

Среди видов утомления следует специально указать на один специфический вид, возникающий при отсутствии деятельности. Оно довольно часто встречается в современном производстве у специалистов, деятельность которых связана с приемом нерегулярно и неожиданно поступающей информации, т.е. работающих в режиме ожидания. Этот вид утомления занимает промежуточное место между общим и умственным утомлением. Чувство усталости у этих специалистов частично обусловлено статической рабочей позой, хотя в основном определяется развитием сенсорной напряженности.

Сказанное позволяет считать, что описанные фазы определяются сочетанием физических и информационных характеристик работы. Но существует еще одна специфическая форма изменения функционального состояния оператора, в меньшей степени связанная с физическими характеристиками. Это в основном реакция организма оператора на информационную структуру системы. Такая форма измененного функционального состояния называется специфической напряженностью.

Динамика работоспособности, динамика утомления являются неспецифическими проявлениями организма, общей реакцией на интенсивность и экстенсивность рабочей деятельности, в то время как состояние специфической напряженности зависит то структуры и содержания потока информации в СЧМ.

В связи с этим основным критерием оценка специфической напряженности, вернее, оценки характера реакции организма на информационную структуру рабочего класса процесса является критерий адекватности. Исследование были условно названы состоянием адекватной мобилизацией и состоянием динамического рассогласования.

Состояние адекватной мобилизации - это такое состояние оператора, которое является оптимальным или близким к оптимальному для данных условий работы человека, включенного в конкретную систему управления. Симптоматика и выраженность этого состояния зависят прежде всего от объема информации, ее плотности и экстенсивности, от семантической значимости информации, характера кодирования, наличия шума, требуемых программ реализации принятой информации и особенностей управляемой системы. Чем больше требуемое состояние отличается от состояния оперативного покоя, тем больше выражена активная мобилизация.

Характерной чертой адекватной мобилизации является ее линейность, т.е. наличие прямой зависимости от субъективной трудности выполняемой работы.

Первым шагом диагностики, или прогнозирования этого состояния является количественный анализ информационной модели рабочего процесса для выяснения, какой элемент этой деятельности в первую очередь определяет степень адекватной мобилизации. В большинстве случаев оперативной точкой для суждения служит положение найденных характеристик на шкале предельных возможностей человека.

Выявление ведущего элемента деятельности решает вопрос о том, какое свойство или свойства оператора определяют его выполнение, а состояние соответствующих функций и будет в первую очередь характеризовать степень адекватной мобилизации. Однако помимо этого изменяется и состояние связанных с ведущей функцией систем неспецифического обеспечения и регулирующих нервных образований. Поскольку состояние этих систем не отвлекает оператор то выполнения основных обязанностей, а сами показатели довольно тесно коррелируют с уровнем работы основной системы, то о степени напряженности судят именно по состоянию этих систем.

Состояние адекватной мобилизации характеризуется минимальным числом ошибок в работе и выбором оптимального алгоритма деятельности.

Может возникнуть вопрос: поскольку внешние признаки стадии адекватной мобилизации очень близки к той стадии работоспособности, которая была описана как фаза компенсации, то не является ли такое разделение искусственным? Конечно, эти состояния во многом сходны, однако два существенных обстоятельства позволяют их разделить. Во-первых, это связь состояния адекватной мобилизации только с информационной структуры работы: при увеличении трудности работы выраженность стадии увеличивается, при уменьшении ослабевает; фаза компенсации более устойчива и мало меняется при временных колебаниях интенсивности работы. Во-вторых, она не связана со временем работы и может быть одинаково выражена как в начале, так и в конце ее.

В тех случаях, когда предъявляемые к организму требования находятся на пределе его физиологических возможностей или превышают их, наблюдается переход состояния адекватной мобилизации в состояние динамического рассогласования. Однако динамическое рассогласование может возникнуть при небольшой информационной нагрузка, когда имеются различного рада эмоциональные сдвиги, особенно связанные с малым навыком в работе.

Состояние динамического рассогласования. При динамическом рассогласовании нарушается основная закономерность предыдущей стадии - уровень работы по восприятию информации не соответствует ожидаемому физиологическому состоянию. О таком состоянии свидетельствуют большие сдвиги вегетативных реакций, появление дополнительных реакций, в частности потоотделения, расширение сосудов кожи, нарушение мышечного баланса и др. Это состояние чрезвычайно важно для оценки работы специалиста, поскольку оно сопровождается выраженными нарушениями работоспособности и появлением большого числа ошибок, лишними действиями, увеличением времени работы, вплоть до отказа от работы или ее прекращения.

Обобщенный характер динамического рассогласования приводит к тому, что ошибки и неправильные действия наблюдаются даже тогда, когда оператор должен выполнять требуемые по ходу работы несложные для него действия, в ином состоянии выполняемые безотказно. На этом основании основан один из приемов оценки рассогласования, когда оператору по ходу работы предлагают выполнять ряд тестов возрастающей сложности, обычно хорошо выполняемых. Чем проще тест, при котором появилось затруднение или ошибка, тем глубже динамическое рассогласование.

Динамическое рассогласование является более устойчивым, когда операторы находились в состоянии адекватной мобилизации, ими производилось шесть цифр. В состоянии динамического рассогласования один из них мог запомнить только четыре цифры, а другой - лишь две.

Динамическое рассогласование является более устойчивым, чем адекватная мобилизация; уменьшение интенсивности нагрузка не приводит к ликвидации этого состояния и появлению адекватной мобилизации. Должно пройти известное время, прежде чем признаки рассогласования исчезнут.

3.5 Эргономический анализ рабочего места оператора АЭС

3.5.1 Антропометрический анализ

На рисунке 14 обозначены зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления:

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).

Рассмотрим размещение предметов труда и документации на рабочем месте по зонам:

ДИСПЛЕЙ размещается вне какой либо зоны;

КЛАВИАТУРА размещена в зоне 3;

МАНИПУЛЯТОР «МЫШЬ» размещен в зоне 3;

СИСТЕМНЫЙ БЛОК размещается в зоне 3 (справа);

ДОКУМЕНТАЦИЯ, необходимая при работе, размещается в зоне 2;

ЛИТЕРАТУРА И ДОКУМЕНТАЦИЯ, неиспользуемая постоянно, размещается выдвижных ящиках стола.

Высота размещения сидения кресла от пола составляет 440 мм, существует возможность регулировки высоты сиденья и угла наклона спинки кресла.

Расстояние до экрана монитора составляет 770 мм.



Рисунок 14 - Рабочее место (вид сверху)

Рисунок 15 - Рабочее место (вид сбоку)

Габаритные размеры стола:

высота - 725 мм;

ширина - 700 мм;

длина - 1200 мм.

Существует возможность регулирования экрана:

- по высоте +3 см;

- по наклону от 10 до 20 относительно вертикали;

- в левом и правом направлениях.

Для создания зрительного комфорта имеется возможность настройки четкости, контрастности и яркости на экране монитора.

Высота рабочей поверхности рекомендуется в пределах 680-760 мм. Высота рабочей поверхности, на которую устанавливается клавиатура, должна быть 650 мм.

Большое значение придается характеристикам рабочего кресла. Так, рекомендуется высота сиденья над уровнем пола должна быть в пределах 420-550 мм. Поверхность сиденья рекомендуется делать мягкой, передний край закругленным, а угол наклона спинки рабочего кресла - регулируемым.

Необходимо предусматривать при проектировании возможность различного размещения документов: сбоку от видеотерминала, между монитором и клавиатурой и т.п. Кроме того, в случаях, когда видеотерминал имеет низкое качество изображения, например заметны мелькания, расстояние от глаз до экрана делают больше (около 700 мм), чем расстояние от глаза до документа (300-450 мм). Вообще при высоком качестве изображения на видеотерминале расстояние от глаз пользователя до экрана, документа и клавиатуры может быть равным./15/

Положение экрана определяется:

- расстоянием считывания (0.60 + 0.10 м);

- углом считывания, направлением взгляда на 20 ниже горизонтали к центру экрана, причем экран перпендикулярен этому направлению.

Большое значение также придается правильной рабочей позе пользователя. При неудобной рабочей позе могут появиться боли в мышцах, суставах и сухожилиях. Требования к рабочей позе пользователя видеотерминала следующие: шея не должна быть наклонена более чем на 20 (между осью "голова-шея" и осью туловища), плечи должны быть расслаблены, локти - находиться под углом 80 - 100 , а предплечья и кисти рук - в горизонтальном положении. Причина неправильной позы пользователей обусловлена следующими факторами: нет хорошей подставки для документов, клавиатура находится слишком высоко, а документы - слишком низко, некуда положить руки и кисти, недостаточно пространство для ног. В целях преодоления указанных недостатков даются общие рекомендации: лучше передвижная клавиатура, чем встроенная; должны быть предусмотрены специальные приспособления для регулирования высоты стола, клавиатуры, документов и экрана, а также подставка для рук.

Параметры рабочего места выбираются в соответствии с антропометрическими характеристиками. При использовании этих данных в расчетах следует исходить из максимальных антропометрических характеристик.

При работе в положении сидя рекомендуются следующие параметры рабочего пространства:

- ширина не менее 700 мм;

- глубина не менее 400 мм;

- высота рабочей поверхности стола над полом 700-750 мм.

Оптимальными размерами стола являются:

- высота 710 мм;

- длина стола 1300 мм;

- ширина стола 650 мм.

Поверхность для письма должна иметь не менее 40 мм в глубину и не менее 600 мм в ширину.

Под рабочей поверхностью должно быть предусмотрено пространство для ног:

- высота не менее 600 мм;

- ширина не менее 500 мм;

- глубина не менее 400 мм.

Важным элементом рабочего места программиста является кресло. Оно выполняется в соответствии с ГОСТ 21.889-76. При проектировании кресла исходят из того, что при любом рабочем положении программиста его поза должна быть физиологически правильно обоснованной, т.е. положение частей тела должно быть оптимальным. Для удовлетворения требований физиологии, вытекающих из анализа положения тела человека в положении сидя, конструкция рабочего сидения должна удовлетворять следующим основным требованиям:

- допускать возможность изменения положения тела, т.е. обеспечивать свободное перемещение корпуса и конечностей тела друг относительно друга;

- допускать регулирование высоты в зависимости от роста работающего человека ( в пределах от 400 до 550 мм );

- иметь слегка вогнутую поверхность,

- иметь небольшой наклон назад.

Исходя из вышесказанного, приведем параметры стола программиста:

- высота стола 710 мм;

- длина стола 1300 мм;

- ширина стола 650 мм;

- глубина стола 400 мм.

Поверхность для письма:

- в глубину 40 мм;

- в ширину 600 мм.

Важным моментом является также рациональное размещение на рабочем месте документации, канцелярских принадлежностей, что должно обеспечить работающему удобную рабочую позу, наиболее экономичные движения и минимальные траектории перемещения работающего и предмета труда на данном рабочем месте.

3.5.2 Физиологические и психофизиологические показатели

Мышечная сила при эксплуатации компьютера практически не требуется. При длительной работе на компьютере происходит зрительное, слуховое и умственное перенапряжение, что приводит к снижению работоспособности оператора. Что бы этого не произошло необходимо соблюдать режим труда и отдыха.

3.5.3 Психологические показатели

Монотонная работа оператора приводит к снижению восприятия и памяти, вследствие чего работа замедляется. Так же у оператора ухудшается эмоциональное состояние. Влияние этих негативных факторов можно уменьшить, соблюдая режим труда и отдыха.

3.5.4 Социально-психологические требования

Оператор должен работать в помещении, где находятся другие люди (операторы), так как нахождение человека одного в комнате на протяжении длительного времени приводит к ухудшению эмоционального состояния.

3.5.5 Гигиенические требования

3.5.5.1 Параметры микроклимата

Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температуры тела благодаря терморегуляции, т.е. способности организма регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Принцип нормирования микроклимата - создание оптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой.

Вычислительная техника является источником существенных тепловыделений, что может привести к повышению температуры и снижению относительной влажности в помещении. В помещениях, где установлены компьютеры, должны соблюдаться определенные параметры микроклимата. В санитарных нормах СН-245-71 установлены величины параметров микроклимата, создающие комфортные условия. Эти нормы устанавливаются в зависимости от времени года, характера трудового процесса и характера производственного помещения. /16/

Объем помещений, в которых размещены работники вычислительных центров, не должен быть меньше 19,5 м3/человека с учетом максимального числа одновременно работающих в смену. Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютеры, приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Величины параметров микроклимата, создающие комфортные условия

Период года	Параметр микроклимата	Величина
Холодный	Температура воздуха в помещении Относительная влажность Скорость движения воздуха	22…24°С 40…60% до 0,1м/с
Теплый	Температура воздуха в помещении Относительная влажность Скорость движения воздуха	23…25°С 40…60% 0,1…0,2м/с

Таблица 11 - Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютеры

Характеристика помещения	Объемный расход подаваемого в помещение свежего воздуха, м3/на одного человека в час
Объем до 20м3 на человека 20…40м3 на человека Более 40м3 на человека	Не менее 30 Не менее 20 Естественная вентиляция

Для обеспечения комфортных условий используются как организационные методы (рациональная организация проведения работ в зависимости от времени года и суток, чередование труда и отдыха), так и технические средства (вентиляция, кондиционирование воздуха, отопительная система).

3.5.5.2 Помещение и освещение

В помещении, предназначенном для работы на компьютере, должно иметься как естественное, так и искусственное освещение. Лучше всего, если окна в комнате выходят на север или северо-восток. Помещения необходимо оборудовать не только отопительными приборами, но и системами кондиционирования воздуха или эффективной вентиляцией. Стены и потолки следует окрашивать матовой краской: блестящие и тем более, зеркальные поверхности утомляют зрение и отвлекают от работы. В помещениях ежедневно должна проводиться влажная уборка.

Желательно, чтобы площадь рабочего места составляла не менее 6 квадратных метров, а объем - 20 кубических метров. Стол следует поставить сбоку от окна так, чтобы свет падал слева. Наилучшее освещение для работы с компьютером - рассеянный непрямой свет, который не дает бликов на экране. В поле зрения пользователя не должно быть резких перепадов яркости, поэтому окна желательно закрывать шторами либо жалюзи. Искусственное же освещение должно быть общим и равномерным, в то же время использование одних только настольных ламп недопустимо.

3.5.5.3 Шум

Установлено, что шум ухудшает условия труда, оказывая вредное воздействие на организм человека. При длительном воздействии шума на человека происходят нежелательные явления: снижается острота зрения, слуха, повышается кровяное давление, понижается внимание. Сильный продолжительный шум может стать причиной функциональных изменений сердечно-сосудистой и нервной систем.

Согласно ГОСТ 12.1.003-88 ("Шум. Общие требования безопасности") характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются среднеквадратичные уровни давлений в октавных полосах частот со среднегеометрическими стандартными частотами: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. В этом ГОСТе указаны значения предельно допустимых уровней шума на рабочих местах предприятий. Для помещении конструкторских бюро, расчетчиков и программистов уровни шума не должны превышать соответственно: 71, 61, 54, 49, 45, 42, 40, 38 дБ. Эта совокупность восьми нормативных уровней звукового давления называется предельным спектром.

Строительно-акустические методы защиты от шума предусмотрены строительными нормами и правилами (СНиП-II-12-77). Это:

- звукоизоляция ограждающих конструкции, уплотнение по периметру притворов окон и дверей;

- звукопоглощающие конструкции и экраны;

- глушители шума, звукопоглощающие облицовки.

На рабочем месте программиста источниками шума, как правило, являются технические средства, как - компьютер, принтер, вентиляционное оборудование, а также внешний шум. Они издают довольно незначительный шум, поэтому в помещении достаточно использовать звукопоглощение. Уменьшение шума, проникающего в помещение извне, достигается уплотнением по периметру притворов окон и дверей. Под звукопоглощением понимают свойство акустически обработанных поверхностей уменьшать интенсивность отраженных ими волн за счет преобразования звуковой энергии в тепловую. Звукопоглощение является достаточно эффективным мероприятием по уменьшению шума. Наиболее выраженными звукопоглощающими свойствами обладают волокнисто-пористые материалы: фибролитовые плиты, стекловолокно, минеральная вата, полиуретановый поропласт, пористый поливинилхлорид и др. К звукопоглощающим материалам относятся лишь те, коэффициент звукопоглощения которых не ниже 0.2.

Звукопоглощающие облицовки из указанных материалов (например, маты из супертонкого стекловолокна с оболочкой из стеклоткани нужно разместить на потолке и верхних частях стен). Максимальное звукопоглощение будет достигнуто при облицовке не менее 60% общей площади ограждающих поверхностей помещения.

3.5.5.4 Ионизация воздуха

В помещении в течение всего года поддерживаются нормальные значения температуры, влажности воздуха, и скорости движения воздуха, благодаря установленному кондиционеру. Оптимальные нормы микроклимата приведены в таблице 12.

Таблица 12 - Уровни ионизации воздуха помещений при работе с ПЭВМ

Уровни ионизации	Число ионов на 1 куб. см воздуха
	n +	n -
Минимально необходимое	400	600
Оптимальное	1500-3000	30000-50000
Максимально допустимое	50000	50000

3.5.5.5 Состояние освещенности помещения с ЭВМ

Источник света в помещении - люминесцентные лампы, высота подвески светильников 2,9 м, расстояние между светильниками 1 м. В рассматриваемом помещении качество освещения соответствует нормативным данным, приведенным в таблице 13.

Таблица 13 - Оптимальные параметры освещенности помещений с ЭВМ

Характеристика зрительной работы	Разряд и подразряд	Контраст объекта с фоном	Характеристика фона	Искусственное освещение, лк
				При комбинированном освещении	При общем
Средней точности 0,5_1,0	IV в	большой	светлый	400	200

Обеспечение визуальных эргономических параметров ЭВМ

Визуальные эргономические параметры ЭВМ обеспечиваются путем приобретения высококачественных ЭВМ и их длительным предварительным тестированием, с целью выявить возможные дефекты. Предельные значения параметров приведены в Таблице 7.

Таблица 14 - Визуальные эргономические параметры ЭВМ

Наименование параметра	Предельное значение параметра
	минимальное значение параметра	максимальное значение параметра
Яркость знака (кд/м2)	35	120
Внешнее освещение (лк)	100	250
Угловой размер знака (угл/мин)	16	60

3.5.5.6 Заземление

Для обеспечения безопасности оператора и компьютера в случае замыкания фазы на корпус компьютера и предотвращения разрядов статического напряжения, компьютер должен быть соединен с заземляющим контуром или с нулевым проводом электропроводки. Заземляющий контур должен иметь сопротивление не более 4 Ом.

В соответствии с правилами электробезопасности в служебном помещении должен осуществляться постоянный контроль состояния электропроводки, предохранительных щитов, шнуров, с помощью которых включаются в электросеть компьютеры, осветительные приборы, другие электроприборы.

Электрические установки, к которым относится практически все оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведении профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением.

Разрядные токи статического электричества чаще всего возникают при прикосновении к любому из элементов ЭВМ. Такие разряды опасности для человека не представляют, но кроме неприятных ощущений они могут привести к выходу из строя ЭВМ. Для снижения величины возникающих зарядов статического электричества покрытие технологических полов следует выполнять из однослойного поливинилхлоридного антистатического линолеума. Другим методом защиты является нейтрализация заряда статического электричества ионизированным газом. В промышленности широко применяются радиоактивные нитрализаторы. К общим мерам защиты от статического электричества можно отнести общие и местное увлажнение воздуха.

В работе приведено описание психофизиологической сущности и структура трудовой деятельности оператора, рассмотрены основные факторы деятельности, вызывающие утомление, а также проведен эргономический анализ рабочего места оператора, приведены схемы размещения предметов труда и документации на рабочем месте. Рассмотрены основные показатели сказывающиеся на комфортной и продуктивной работе оператора ПЭВМ. Так же приведены оптимальные визуальные эргономические параметры ЭВМ, такие как яркость знака, внешнее освещение, угловой размер знаков.

Применение следующих рекомендаций:

- правильное расположение рабочего пространства, положение оператора в кресле, расстояние до монитора;

- установка звукопоглощающих конструкций, экранов, глушителей шума;

- соблюдение оптимальных параметры освещенности;

- обеспечение визуальных эргономических параметров ЭВМ (яркость знака, внешнее освещение, угловой размер знака)

обеспечивает безопасность и экологиченость проекта.

3.6 Экологическая часть

Экологическое преимущество атомных станций состоит в том, что технологический цикл производства энергии в них представляет собой замкнутую систему, не требующую потребления атмосферного кислорода и не выделяющую в окружающую среду никаких химических соединений. Выбросы радиоактивных веществ, строго регламентируемые действующими санитарными нормами, ограничены очень малыми величинами, не влияющими на здоровье людей, и тщательно контролируются в процессе работы станции.

Таблица 15. Получаемые человеком дозы облучения от естественного радиационного фона и различных источников (в милизивертах в год).

Проживание в районе АЭС	0,002
Проживание в районе ТЭС, работающей на угле	0,35
Космические лучи на уровне моря	0,37
Авиаперелет Астана- Москва	0,4
Проживание в кирпичном или железобетонном доме	0,9
1 флюорография	1,2
1 рентгеноскопия грудной клетки	9,0

По уровню безопасности энергоблок с реактором ВБЭР-300 соответствует требованиям к перспективным атомным станциям поколения 3+. Это позволяет размещать его вблизи крупных городов, что имеет очень важное значение, поскольку практически все региональные энергоисточники задействованы для обеспечения тепла.

Кроме того, за счет меньшей мощности и применения технологий и решений, отработанных на транспортных ядерных установках, ВБЭР-300 производит гораздо меньше радиоактивных отходов, чем действующие АЭС.

При вытеснении угля атомной станцией с двумя блоками ВБЭР-300 годовой выброс в атмосферу окислов азота сократится на 8500 т, окислов серы - на 125 тыс. т, золы - на 3500 т, углекислого газа - на 5,4 млн. т. При вытеснении газа выброс окислов азота сократится на 10500 т, углекислого газа - на 2,9 млн. т; потребление кислорода из атмосферного воздуха уменьшится на 4,1-4,3 млн. т.

При эксплуатации такой атомной станции в топливном балансе соответствующего региона в год будет сэкономлено до 1,7 млн. т мазута, или 1550 млн. м3 природного газа, или 3,4 млн. т. угля.

В 2005 году Международное агентство по атомной энергии оценило проект реакторной установки ВБЭР-300 как инновационный и включило его в отчет «Status of innovative small and medium sized reactor designs» (2005, IAEA-TECDOC-1485). Энергоблоки с реакторами ВБЭР-300 могут быть использованы в дополнение к АЭС большой мощности, что позволит более гибко и рационально удовлетворять потребности регионов с учетом состояния их топливно-энергетического и электросетевого хозяйств, а также экологической ситуации.

Для сравнения, в таблице 9 представлены показатели действующих ТЭС и АЭС мощностью 1000 МВт, подтверждающие экологическое и экономическое преимущество АЭС ^!)./17/

Таблица 16 - Показатели действующих ТЭС и АЭС мощностью1000 МВт

Показатель	ТЭС	АЭС
Потребление атмосферного кислорода,	5,5-109	5,5*109
м3/год
Выбросы в атмосферу, т/год
-со2	8146800	-
-so2	30660	-
-NOx	32412	-
- зола	25840	-
Твердые отходы, м /год	400000	160 (средне и низкоактивные)
Мощность тепловых сбросов в атмосферу,	15	-
% от общей тепловой мощности
Потребление топлива, т/год	3000000	30
Коллективная доза облучения населения,	4	0,4-0,8
приведенная к мощности, за 1 год, чел. Зв/ГВт
Затраты на топливообеспечение, млрд тенге.	2,1	0,26-0,50
Стоимость сооружения, млрд. тенге. (в ценах 2000 г.)	20	23-26
Трудоемкость энергопроизводства, чел./ГВтгод	1020	880
Отчуждение земли, га	120-160	30-60

Загрязнение окружающей среды на этапе добычи и переработки урановой руды также имеет низкие показатели, по отношению к воздействию от функционирования ТЭС, дающих энергию всем стадиям ЯТЦ. Замена ТЭС на АЭС ликвидирует этот источник загрязнения. Показатели загрязнения окружающей среды представлены в таблице 10.

Таблица 17 - Показатели загрязнения окружающей среды

Наименование	Химические вещества, поступающие в атмосферу, т/ГВт(эл.) год
	so2	NOx	СО	Аэрозоли	Углеводородь	Фториды
АЭС	32	37	0,2	12	3,6	0,12
ТЭС	1400	800	24	66	11	-
Наименование	Химические вещества, поступающие в гидросферу, т/ГВт (эл.)
	Сульфаты	Нитраты	Хлориды	Фториды	Na+Ca	NH3
АЭС	15	2,6	4,4	0,2	14	4,3
ТЭС	15000

Исследования влияния антропогенных факторов на растительный и животный мир не выявили достоверных свидетельств специфического влияния АЭС по сравнению с другими техногенными источниками. В настоящее время отсутствуют какие-либо убедительные данные об отрицательном влиянии АЭС, работающих в штатном режиме, на здоровье населения и обслуживающего персонала. Основной вклад в суммарное облучение населения вносят природные источники и медицинское облучение, по сравнению с которыми влияние АЭС оказывается ничтожно малым.

В последние годы достигнут высокий уровень безопасности действующих АЭС как в России, так и во всем мире, и, как следствие, пренебрежимо малый уровень облучения населения (менее 10 мкЗв/год).

Фактические годовые выбросы радионуклидов в атмосферу в 2002 году составили от 0,5 до 9 % от ДВ на АЭС с реакторами ВВЭР, то есть годовые дозы облучения населения от таких АЭС составляют примерно десятую долю дозы облучения ЮмкЗв/год, принятой для расчетов допустимых выбросов в соответствии с СП АС-03. Аналогичные величины выбросов характерны и для европейских АЭС.

Сравнение суммарных потерь трудового потенциала атомной отрасли с потерями от радиационного фактора показывает, что на долю последнего приходится лишь 0,4 % случаев, что свидетельствует об ошибочности бытующего представления, что основным фактором риска в атомной отрасли является радиация. В то же время травматизм, связанный со строительными работами в отрасли, дает вклад в потери почти 60 %.

Профессиональный риск в отраслях экономики РФ (по статистическим данным на середину девяностых годов прошлого столетия) представлен в таблице 18.

Таблица 18.- Профессиональный риск в отраслях экономики РК

Отрасль	Травматизм с летальным исходом (на 10 тыс. работающих)	Травматизм с потерей трудоспособности на один день и более (на 10 тыс. работающих)	Профзаболеваемость (на 10 тыс. работающих)
Производственная сфера в целом	1,33	59,0	1,81
Угольная	4,28	298,0	28,91
Электроэнергетика	1,61	22,0	0,76
Атомная	0,85	23,3	0,6

Таким образом, работа АЭС при соблюдении санитарно-гигиенических норм по выбросам и сбросам в условиях нормальной эксплуатации не оказывает отрицательного влияния на здоровье человека и состояние окружающей среды.

Ситуация радикально меняется, если на АЭС возникает авария с повреждением активной зоны. Для предотвращения этого реакторная установка оснащается комплексом специальных технических средств, обеспечивающих локализацию аварии в пределах АЭС и ограничение радиационного воздействия на персонал и население в соответствии с нормативными документами.

Вывод по третьей части ДР:

В данном разделе дипломного проекта были рассмотрены основные вопросы техники безопасности и экологии труда. Рассмотрен пример оптимального рабочего места программиста, инженера-оператора на станциях.

Имеющийся в настоящее время комплекс разработанных организационных мероприятий и технических средств защиты показывает, что имеется возможность добиться значительно больших успехов в деле устранения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов.

Основным экологическим преимуществом ВБЭР-300 перед региональными углеводородными ТЭС является отсутствие выбросов продуктов сгорания органического топлива, а также поглощения большого объема кислорода из воздуха в процессе сжигания углеводородов.

Анализ состояния санитарно-гигиенический безопасности атомной отрасли показывает, что существует устойчивая тенденция к снижению доз облучения персонала и общего уровня профзаболеваемости персонала.

4. Экономическая часть

4.1 Основные положения

Особенности экономики АЭС в основном связаны с использованием ядерного топлива:

- высокая теплотворная способность ядерного топлива приводит к тому, что АЭС потребляет весьма незначительную массу топлива, таким образом на АЭС значительно меньше затраты на транспортную доставку по сравнению с ТЭС;

- стоимость топлива, загружаемого в реактор нельзя отнести сразу на себестоимость электрической энергии, так как в активной зоне находится значительно больше топлива, чем в данный момент расходуется на производство электроэнергии, а также топливо выгорает не сразу;

- затраты на топливо АЭС покрываются из оборотных средств станции, однако стоимость ядерного топлива составляет основную часть оборотных фондов станции;

- топливная загрузка реактора в связи с большой стоимостью и длительностью ее функционирования в процессе эксплуатации относят к долговременным оборотным средствам;

- для АЭС характерны значительно большие (в 1,5 раза) капиталовложения, чем в ТЭС, что приводит к существенному увеличению фондоемкости, а также постоянной составляющей годовых затрат на производство электроэнергии на АЭС;

- главное отличие АЭС от ТЭС заключается в том, что на АЭС доля топливной составляющей себестоимости составляет 30-40%, а постоянная составляющая достигает 70-80% всей себестоимости. /18/

Для характеристики АЭС и эффективности ее работы используют технико-экономические показатели (ТЭП), аналогичные тем которые приняты в теплоэнергетике. К числу основных показателей относятся:

1. Себестоимость - важнейший экономический показатель работы станции. Она характеризует совокупность затрат в денежном выражении, овеществляемого и живого труда в процессе производства электроэнергии на АЭС.

2. Удельные капиталовложения в строительство АЭС или удельная стоимость установленного киловатта электрической мощности станции -это экономический показатель, влияющий не только на эффективность работы, но также и на конкурентоспособность АЭС по отношению к другим типам электростанций при планировании развития энергетики в том или ином регионе страны. На удельную себестоимость установленного киловатта влияют целый ряд факторов, таких как стоимость и цена основного оборудования, район размещения станции, принятая тепловая схема.