Расчет информационной нагрузки программиста, оптимальное рабочее место с точки зрения эргономики, расчет вентиляции

Полностью безопасных и безвредных производственных процессов не существует.

Задача охраны труда - свести к минимальной вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда. В данном разделе дипломного проекта будет произведен расчет информационной нагрузки программиста и спроектировано оптимальное рабочее место с точки зрения эргономики, а также будет произведен расчет вентиляции.

Видеотерминалы становятся все более распространенным средством взаимодействия человека с ЭВМ. Таким образом, встает важная задача: сконструировать рабочее место оператора так, чтобы взаимосвязи в системе 'человек-машина' были оптимальными со всех точек зрения.

Утомляемость операторов, работающих за дисплейным терминалом представляет собой серьезную проблему.

Оценка информационной нагрузки заключается в проверке и предотвращении условий, вызывающих информационную перегрузку пользователя видеотерминала. . 11.2. Влияние дисплеев на здоровье пользователей и борьба с вредными воздействиями.

Работа у видеотерминалов включает самые различные задачи, которые объединяются такими общими факторами, как то, что работа производится в сидячем положении и требует внимательного, непрерывного и иногда продолжительного наблюдения.[ ] Выделяются три группы основных задач, которые решаются на видеотерминалах. 1. задачи контроля и наблюдения; 2. диалог; 3. сбор информации. Эти задачи различаются по длительности использования дисплея и по степени внимания, которой они требуют.

Весьма важен вопрос о режиме труда и отдыха при работе с видеотерминалами.

Выделяются 7 условий для того, чтобы деятельность на рабочем месте, оснащенном дисплеем, осуществлялась без жалоб и без усталости. 1. Правильная установка рабочего стола: - при фиксированной высоте - лучшая высота - 72 см; - должен обеспечиваться необходимый простор для рук по высоте, ширине и глубине; - в области сиденья не должно быть ящиков стола. 2. Правильная установка рабочего стула: - высота должна регулироваться; - конструкция должна быть вращающейся; - правильная высота сиденья: площадь сиденья на 3 см ниже, чем подколенная впадина. 3. Правильная установка приборов: необходимо так установить яркость знаков и яркость фона дисплея, чтобы не существовало слишком большого различия по сравнению с яркостью окружающей обстановки, но чтобы знаки четко узнавались на расстоянии чтения. Не допускать: - слишком большую яркость (вызывает мерцание); - слишком слабую яркость (сильная нагрузка на глаза); - слишком черную фоновую яркость дисплея (сильная нагрузка на глаза). 4.Правильное выполнение работ: - положение туловища прямое, ненапряженное; - положение головы прямое, свободное, удобное; - положение рук - согнуты чуть больше, чем под прямым углом; - положение ног - согнуты чуть больше, чем под прямым углом; - правильное расстояние для зрения, клавиатура и дисплей - примерно на одинаковом расстоянии для зрения: при постоянных работах - около 50 см, при случайных работах - до 70 см. 5. Правильное освещение: - освещение по возможности со стороны, слева; - по возможности - равномерное освещение всего рабочего пространства; - приборы по возможности устанавливать в местах, удаленных от окон; - выбирать непрямое освещение помещения или укрывать корпуса светильников; - поступающий через окна свет смягчать с помощью штор; - так организовать рабочее место, чтобы направление взгляда шло по возможности параллельно фронту окон. 6. Правильное применение вспомогательных средств: подлокотники использовать,если клавиатура выше 1.5 см; подставку для документов и опору для ног. 7. Правильный метод работы: - предусматривать по возможности перемену задач и нагрузок; - соблюдать перерывы в работе: 5 минут через 1 час работы на дисплее или 10 минут после 2-х часов работы на дисплее. В создании благоприятных условий для повышения производительности и уменьшения напряжения значительную роль играют факторы, характеризующие состояние окружающей среды: микроклимат помещения, уровень шума и освещение.

Рекомендуемая величина относительной влажности - 65-70%. Рабочее место должно хорошо вентилироваться. В настоящее время с точки зрения шумовой нагрузки достигнут значительный прогресс.

Уровень шума в зале (примерно 40 дб) не превышает уровень шума в КБ, независимо от количества используемой аппаратуры. По последним исследованиям - работа за видеотерминалом не представляет опасности с точки зрения рентгеновского излучения. . 11.3. Оптимальное рабочее место.

Проектирование рабочих мест, снабженных видеотерминалами, относится к числу важнейших проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники.

Эргономическими аспектами проектирования видеотерминальных рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте ( наличие и размеры подставки для документов, возможность различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость рабочего места и его элементов.

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.

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.

Должна предусматриваться возможность регулирования экрана: - по высоте +3 см; - по наклону от 10 до 20 относительно вертикали; - в левом и правом направлениях.

Зрительный комфорт подчиняется двум основным требованиям: - четкости на экране, клавиатуре и в документах; - освещенности и равномерности яркости между окружающими условиями и различными участками рабочего места.

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.

Характеристики используемого рабочего места: - высота рабочей поверхности стола 750 мм; - высота пространства для ног 650 мм; - высота сиденья над уровнем пола 450 мм; - поверхность сиденья мягкая с закругленным передним краем; - предусмотрена возможность размещения документов справа и слева; - расстояние от глаза до экрана 700 мм; - расстояние от глаза до клавиатуры 400 мм; - расстояние от глаза до документов 500 мм; - возможно регулирование экрана по высоте, по наклону, в левом и в правом направлениях. 11.4. Расчет информационной нагрузки программиста.

Программист, в зависимости от подготовки и опыта, решает задачи разной сложности, но в общем случае работа программиста строится по следующему алгоритму: 1. Постановка задачи. 2. Изучение материалов. 3. Определение метода решения задачи. 4. Составление алгоритма решения задачи. 5. Программирование. 6. Подготовка к отладке. 7. Отладка.

Данный алгоритм отражает общие действия программиста при решении поставленной задачи независимо от ее сложности.[ ] Все операции, производимые программистом, можно разбить на три группы: афферентные (операции без воздействия), эфферентные (операции по управлению) и логические условия (информационная единица образа, понятия, суждения). Подсчитаем количество членов алгоритма и их частоту (вероятность) относительно общего числа, принятого за единицу.

Вероятность повторения i-той ситуации определяется по формуле: Pi=k/n , (11.1) где k - количество повторений каждого элемента одного типа; n - суммарное количество повторений от источника информации одного типа.

Результаты расчета для алгоритма сведены в таблицу 11.1. . Таблица 11.1. Количественные характеристики алгоритма. Ист. Член алгоритма Кол-во Частота Энтропия инф. членов Pi Hj,б/сиг 1. Афферентные - всего (n), 9 1.00 0.92 в том числе (k): - изучение технической документации и литературы 3 0.33 0.53 - наблюдение полученных результатов 6 0.67 0.39 2. Эфферентные - всего, 30 1.00 2.01 в том числе: - уточнение и согласование полученных материалов 5 0.17 0.44 - выбор наилучшего варианта 9 0.30 0.30 - исправление ошибок 4 0.13 0.38 - анализ полученных рез-тов 8 0.27 0.51 - выполнение механичкеских действий 4 0.13 0.38 3. Логические условия - всего, 18 1.00 1.53 в том числе: - принятие решения на основе изученной литературы 6 0.33 0.53 - графического материала 4 0.22 0.48 - полученного текста 8 0.45 0.52 Всего: 57 4.46 . Количественные характеристики алгоритма позволяют рассчитать информационную нагрузку программиста.

Энтропия информации элементов каждого источника информации рассчитывается по формуле: m Hj = - Pi*log Pi (11.2) i=1 где m - число однотипных членов алгоритма рассматриваемого источника информации. Затем определяется общая энтропия информации, бит/сигн: H = H + H + H = 4.46 , (11.3) где Нi - энтропия информации афферентных, эфферентных элементов и логических условий соответственно.

Определяем поток информационной нагрузки, бит/мин, Н * N 4.46 * 57 Ф = -------- = --------- = 1.41 (11.4) t 180 где N - суммарное число всех членов алгоритма; t - длительность выполнения всей работы ( t=180 мин ). Рассчитанная информационная нагрузка удовлетворяет условиям нормальной работы: 0.8 11.5. Расчет вентиляции.

Вентиляционные установки - устройства, обеспечивающие в помещении такое состояние воздушной среды,при котором человек чувствует себя нормально и микроклимат помещений не оказывает неблагопричтного действия на его здоровье.[ ] Для обеспечения требуемого по санитарным нормам качества воздушной среды необходима постоянная смена воздуха в помеще- . нии; вместо удаляемого вводится свежий, после соответствующей обработки, воздух. В данном подразделе будет произведен расчет общеобменной вентиляции от избытков тепла.

Общеобменная вентиляция - система, в которой воздухообмен, найденный из условий борьбы с вредностью, осуществляется путем подачи и вытяжки воздуха из всего помещения.

Количество вентиляционного воздуха определяется по формуле 3600 * Qизб Vвент = -----------------, (11.5) C * * (tух-tпр) где Qизб - выделение в помещении явного тепла, Вт; C - теплоемкость воздуха (C=10 Дж/кг); - удельная плотность воздуха ( =1.3 кг/м ); tух и tпр - температура удаляемого и приточного воздуха, град.

Температура удаляемого воздуха определяется из формулы: tух = tрз + d(h - 2), (11.6) где tрз - температура воздуха в рабочей зоне (tрз=20 град); d - коэффициент нарастания температуры на каждый метр высоты (d=1.5 град/м); h - высота помещения (h=4 м). Отсюда tух = 23 град.

Количество избыточного тепла определяется из теплового баланса, как разница между теплом, поступающим в помещение и теплом, удаляемым из помещения и поглощаемым в нем. Qизб = Qприх - Qрасх. (11.7) Поступающее в помещение тепло определяется по формуле: Qприх = Qобор + Qл + Qосв + Qрад, (11.8) где Qобор - тепло от работы оборудования; Qл - тепло, поступающее от людей; Qосв - тепло от источников освещения; . Qрад - тепло от солнечной радиации через окна. Qобор = * Pуст = 0.15*14520 = 2178 Вт, (11.9) где - доля энергии, переходящей в тепло; Pуст - мощность установки. Qл = n * q = 5*90 = 450 Вт, (11.10) где n - количество человек в зале (n=5); q - количество тепла, выделяемое человеком (q=90 Вт). Qосв = * Pосв = 0.4*2000 = 800 Вт, (11.11) где = 0.4 для люминесцентных ламп; Pосв - мощность осветительной установки. Qрад = А * k * S * m = 180*3*3*0.8 = 1296 Вт, (11.12) где А - теплопоступление в помещение с 1 кв.м стекла (127-234 Вт/м ); S - площадь окна (S=3 м ); m - количество окон (m=3); k - коэффициент, учитывающий характер остекления (k=0.8). Из формулы (11.8) получаем Qприх = 4724 Вт. Qрасх = 0.1 * Qприх =472.4 Вт (11.13) Отсюда по формуле (11.7) Qизб = 4251.6 Вт.