Управляемая система включает в себя трудовую деятельность, условия труда и персонал как субъект труда. Персонал состоит из конкретных людей, которые отличаются друг от друга личностными, индивидуальными качествами. Но каждого человека следует рассматривать прежде всего как живой организм.
Рассматривая организм человека с точки зрения воздействия на него опасностей и самого процесса его деятельности, можно выделить тело человека, такие его анализаторы, как кожный покров, органы зрения, слуха, дыхания, обоняния, вкусовой чувствительности, осязательный, термический, кинестетический (двигательный), акселерационный (ощущающий изменение скорости своего движения, улавливаемое вестибулярным аппаратом, находящимся в среднем ухе, длительное возбуждение которого у некоторых людей вызывает морскую или воздушную болезнь), проприоцептивный (от лат. proprius — собственный), ощущающий самого себя, и другие органы, а также системы дыхания, мышечную, кровообращения, костную, нервную и др.
Любой анализатор организма состоит из рецепторов — концевых образований нервов, которые превращают энергию раздражителя в нервные импульсы. Нервные импульсы со скоростью 120 м/с передаются в кору головного мозга.
Кора головного мозга — наиболее сложная по анатомическому строению и физиологическим функциям многоуровневая часть центральной нервное системы. Функцией коры головного мозга является реакция организма в виде безусловных (врожденных) и условных (приобретенных) рефлексов на раздражения рецепторов — периферических частей анализаторов.
Анализатор — орган, обеспечивающий образование ощущений и восприятий. Термин «анализатор» введен в 1909 году И. П. Павловым вместо устаревшего «орган чувств».
Таким образом, кора головного мозга является отражающей системой, определяющей все формы психического отражения действительности и присущее им субъективное системное качество.
Не всякий раздражитель, воздействующий на анализатор, вызывает ощущение. Чтобы оно возникло, интенсивность раздражения должна достичь определенной величины, которую называют нижним абсолютным порогом чувствительности. Интенсивность раздражения, после которого возникает боль и нарушается адекватная (нормальная) деятельность анализаторов, называется верхним порогом.чувствительности. Минимальная разность между интенсивностями двух раздражителей, которая вызывает едва заметное различение ощущений, называется дифференциальным порогом, или порогом различения. Величины порогов чувствительности не стабильны даже у одного человека. Они зависят от многих факторов, часто трудно учитываемых. Время от начала воздействия раздражителя до появления ощущения получило название латентного (скрытого) не* риода анализатора.
Учитывая изложенное, рассмотрим организм человека в такой последовательности: тело человека, вкусовые и обонятельные ощущения, вибрационная и температурная чувствительность, органы дыхания, костно-мышеч-ная система, кровообращение, нервная система, органы зрения и слуха.
Тело человека характеризуется формой и размерами. Эти размеры называют антропометрическимн (от гр. ап-thropos — человек) характеристиками. Различают статические (соматические) и динамические антропометрические характеристики. К соматическим (от лат. зота — тело) относят размеры тела и его отдельных частей в положении стоя или сидя, динамическим — силу костно-мышеч-ной системы, углы вращения в суставах, изменение размеров при перемещении части тела в пространстве.
Антропометрические характеристики необходимы при решении многих вопросов безопасности, С учетом этих показателей конструируют ограждения, определяют безопасные расстояния, размеры проходов, лазов, люков, а также эргономические требования к рычагам управления (ГОСТ 12.2.064—81), оборудованию (ГОСТ 12.2.049—80), кабинам водителей (ТУ 37.001.413—86), рабочему месту при выполнении работ сидя (12.2.032— 78) или стоя (ГОСТ 12.2.033—78) и т.д
Кожный покров тела осуществляет функцию защиты от механических повреждений и участвует в терморегуляции организма. Кроме того, он выступает как анализатор, обеспечивающий восприятие прикосновений (тактильная чувствительность), вибраций, боли, тепла, холода. Кожная чувствительность избирательна и зависит от числа чувствительных точек на 1 см2 участка кожи. Она неодинакова для различных участков тела. Например, на ладонной стороне предплечья находится наибольшее количество чувствительных точек тактильного ощущения (202), а на кончике носа — наименьшее (14). Однако на кончике носа больше всего осязатель-
ных, солодовых я тепловых точек. Примерные пороги тактильного ощущения следующие (г/мм2): кончики пальцев руки — 3, тыльная сторона пальца — 5, живот
— 26,-пятка — 250. Латентный период при этом состав
ляет менее ОД с, а при адаптации — от 2 до 20 с
Характерная особенность кожной чувствительности
— болевые ощущения. Биологический смысл боли в том,
что она является сигналом об опасности и мобилизует
органы на борьбу за самосохранение. Под влиянием бо
левого сигнала перестраивается работа всех систем орга
низма и повышается его реактивность. Так, порог боле
вой чувствительности кожи кончиков пальцев состав
ляет 2 940, живота — 14,7, роговицы глаза — 1,96 кПа
и т.д. Латентный период — около 370 мс.
Вкусовые и обонятельные ощущения отражают свойства веществ, которые воздействуют на человека. В отдельных случаях они могут сигнализировать человеку о содержании в воздухе веществ даже в количествах нескольких долей мг/л. Запахи могут сигнализировать человеку о нарушениях в ходе технологических процессов и об опасностях. Абсолютные пороги вкусового анализатора примерно в 10 тыс. раз выше, чем обонятельного.
Вибрационная чувствительность, по мнению большинства исследователей, обусловлена теша же рецепторами, что и тактильная. Диапазон вибрационной чувствительности находится в интервале частот от 1 до 12 000 Гц с наибольшей чувствительностью в диапазоне 200 — 250 Гц. Наибольшей чувствительностью обладают диетальные участки тела человека, т.е. те, которые более удалены от медианной плоскости (например, кисти рук).
Температурная чувствительность кожи зависит от ее температуры. Когда определенная область кожи адаптируется и становится нечувствительной к внешней тем-
пературе, то говорят, что температура среды находится на физиологическом нуле. Температура кожи несколько ниже температуры тела, равной 36—37°С. На лице здорового человека она составляет 20—25, на стопах ног 26—27, на животе 34, на лбу 34—35°С. Для тепловых рецепторов нижний порог чувствительности примерно равен 0,2°С, для Холодовых — 0,4°С. Порог различения составляет около 1°С,
Перечисленные анализаторы функционируют в сложном взаимодействии. Ядро» всего механизма взаимодействия анализаторов является рефлекторный путь.
В реальных условиях на каждый анализатор организма может действовать несколько раздражителей, которые, как уже отмечалось, оказывают влияние на всю систему анализаторов. Следовательно, нужно учитывать же только возможности анализатора, но и те условия, в которых будет работать человек. Известно, что сильный шум изменяет чувствительность органа зрения. Чувствительность зрительного аппарата снижается также при действии некоторых запахов, температуры воздуха, вибрации.
Органы дыхания (легкие, дыхательные пути) человека служат для осуществления процесса газообмена. В результате его кровь обогащается кислородом, а наружу выделяется углекислый газ. Если вдыхаемый воздух содержит 21% кислорода, то выдыхаемый—16%. В сутки в кровь поступает до 500 л кислорода и выделяется 400 Л углекислого газа. Газообмен характеризуется дыхательным коэффициентом (ДК), определяемым как отношение количества выделяющегося углекислого газа к количеству поглощенного кислорода.
Костно-мышечная система характеризуется прочностью костей к воздействию на них внешних сил. Кости, составляющие скелет взрослого человека, выдерживают давление до 160 кПа. Сила мышц различна и зависит от
пола, состояния организма, характера выполняемых работ. Если средняя сила бицепса правой руки здорового мужчины составляет в средней 380 Н, то у женщины — 220 Н. Значение мышечной седы обратно пропорционально продолжительности её приложения.
С учетом силы мышечной системы разработаны эргономические требования к величине усилий для средств управления. Так, для рукояток оптимальная величина усилий рекомендуется от 20 до 40 Н, для рычагов ручного управления машиной, используемых часто, — от 20 до 40 Н, используемых периодически — от 120 до 60 Н.
С мышечной системой связан двигательный аппарат. Диапазон скоростей, развиваемых движущимися руками человека, находится в пределах 0,01 — 8000 см/с Часто используют скорости порядка 5 — 800 см/с. Скорость зависит от направления движения: вертикальные движения рукой осуществляются быстрее, чем горизонтальные, движения к себе совершаются быстрее, чем от себя.
Кровообращение — непременное условие жизнедеятельности организма. При остановке кровообращения смерть наступает через несколько минут, так как головной мозг весьма чувствителен к недостатку кислорода. В организме человека находится около 5 л крови. Потеря примерно половины ее приводит к смерти. Однако свойство крови свертываться в области ран препятствует ее потери при ранениях.
Кровь (жидкокристаллическая среда) обладает как и другие биологические жидкости, уникальными информационными свойствами, подобно обыкновенной воде. Трансформация состояния воды (жидкость, пар, лед) придает ей особо ценные информационные, термодинамические и химические свойства. Необходимо отметить, что наш организм на 80% состоит из воды, и биоэнерге-
тика в значительной иере определяется структурными изменениями клеточной воды в организме человека. ' Нервная система управляет всеми физиологическими функциями организма я связывает его с внешней средой. Всякого рода изменения в окружающей среде (колебания температуры, давления, состава воздуха в т. д.), воздействуя на нервные клетки, передают нервными импульсами соответствующим органам сигналы для регулирования их деятельностью; в первую очередь это касается сердечно-сосудистой системы и органов дыхания. Органы зрения и слуха наиболее активно участвуют в обеспечении безопасной деятельности человека, поэтому их характеристика дается отдельно.