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

Формат:

Дата создания: 10.10.2016

Размер: 7.69 KB

Скачать реферат


         11. ОХРАНА ТРУДА.          11.1. Вводная часть.          Охрана труда - это система законодательных актов, социаль-     но-экономических, организационных, технических, гигиенических и     лечебно-профилактических мероприятий и  средств, обеспечивающих     безопасность, сохранение  здоровья и работоспособности человека     в процессе труда.          Полностью безопасных и безвредных производственных процес-     сов не существует.  Задача охраны труда - свести к  минимальной     вероятность поражения или заболевания работающего с одновремен-     ным обеспечением комфорта при  максимальной  производительности     труда.          В данном разделе дипломного проекта будет произведен  рас-     чет информационной   нагрузки программиста и спроектировано оп-     тимальное рабочее место с точки зрения эргономики,  а также бу-     дет 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 термина-     лом 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 ра-     бота 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 дисп-     лея 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 рабо-     чем 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 вы-     соте, 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  устано-     вить яркость знаков и яркость фона дисплея,  чтобы не существо-     вало слишком  большого  различия  по   сравнению   с   яркостью     окружающей обстановки, но чтобы знаки четко узнавались на расс-     тоянии 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 уг-     лом;          - положение ног - согнуты чуть больше,  чем под прямым уг-     лом;          - 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  кор-     пуса светильников;          - поступающий через окна свет смягчать с помощью штор;          - так организовать рабочее место, чтобы направление взгля-     да шло по возможности параллельно фронту окон.          6. Правильное  применение вспомогательных средств:  подло-     котники 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  производи-     тельности и уменьшения напряжения значительную роль играют фак-     торы, 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  прог-     ресс. 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 предс-     тавляет опасности с точки зрения рентгеновского излучения. .          11.3. Оптимальное рабочее место.          Проектирование рабочих мест,  снабженных видеотерминалами,     относится к числу важнейших проблем эргономического  проектиро-     вания в области вычислительной техники.  Эргономическими аспек-     тами проектирования видеотерминальных рабочих мест,  в частнос-     ти, являются:  высота рабочей поверхности, размеры пространства     для ног,  требования к расположению документов на рабочем месте     ( наличие и размеры подставки для документов,  возможность раз-     личного размещения документов,  расстояние от глаз пользователя     до экрана,  документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабо-     чего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулиру-     емость рабочего места и его элементов.          Высота рабочей  поверхности   рекомендуется   в   пределах     680-760 мм. Высота рабочей поверхности, на которую устанавлива-     ется клавиатура, должна быть 650 мм.          Большое значение  придается характеристикам рабочего крес-     ла. 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 спин-     ки рабочего кресла - регулируемым.          Необходимо предусматривать при  проектировании возможность     различного размещения документов: сбоку от видеотерминала, меж-     ду монитором и клавиатурой и т.п.  Кроме того, в случаях, когда     видеотерминал имеет  низкое качество изображения,  например за-     метны 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 клавиа-     туры может быть равным.          Положение экрана определяется:          - расстоянием считывания (0.60 + 0.10 м);          - углом считывания, направлением взгляда на 20  ниже гори-     зонтали 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 поль-     зователя видеотерминала следующие: шея не должна быть наклонена     более чем на 20 (между осью "голова-шея" и осью туловища), пле-     чи 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 на-     ходится слишком высоко, а документы - слишком низко, некуда по-     ложить руки и кисти, недостаточно пространство для ног. В целях     преодоления указанных  недостатков  даются  общие рекомендации:     лучше передвижная клавиатура,  чем встроенная; должны быть пре-     дусмотрены 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  кра-     ем;          - 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 (веро-     ятность) относительно общего числа, принятого за единицу.          Вероятность повторения i-той ситуации определяется по фор-     муле:                  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 доку-             ментации 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 рассчи-     тать информационную нагрузку программиста.  Энтропия информации     элементов каждого источника информации рассчитывается по форму-     ле:                m                 Hj = -     Pi*log  Pi       (11.2)                        i=1     где m  - число однотипных членов алгоритма рассматриваемого ис-     точника информации.          Затем определяется общая энтропия информации, бит/сигн:                H = H + H + H  = 4.46 ,             (11.3)     где  Нi - энтропия информации афферентных,  эфферентных элемен-     тов 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 услови-     ям нормальной работы:              0.8 < Фрасч < 3.2 , бит/мин.          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 вы-               соты (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.          Находим необходимый воздухообмен:                           3600*4251.6                  Vвент =  ----------- = 5886.83 м /ч.                            10 *1.3*2          Определяем необходимую кратность воздухообмена:                      Vвент                  K = -----,            (11.14)                      Vпом     где  Vпом = n * Sчел * h ,          (11.15)          n=5 - число людей в помещении; .          Sчел - площадь производственного  помещения,  приходящаяся                 на 1 человека (по нормам для умственного труда                 Sчел=4 м );          h=4 м - высота помещения.          Кратность воздухообмена:                     5886.83                 K = ------- = 42                      140          Произведем подбор вентилятора по аэродинамическим характе-     ристикам и  специальным  номограммам,  составленным  на  основе     стендовых испытаний различных видов вентиляторов.[    ]          Исходными данными для выбора вентилятора являются:          - расчетная производительность вентиляторо:            Vрасч = 1.1 * Vвент = 1.1*5886.83 = 6475.5 м /ч, (11.16)      где 1.1 - коэффициент, учитывающий утечки и подсосы воздуха.          - напор (полное давление), обеспечиваемый вентилятором:                    v              Hв = --- *  в ,        (11.17)                    2      где   в=1.3 кг/м  - плотность воздуха,          v - окружная скорость вентилятора; ограничивается предель-     но допустимым уровнем шума в помещении.          Для центробежных вентиляторов низкого давления в помещени-     ях с малым шумом v должна быть не более  35  м/с.  Для  расчета     примем v=25 м/с.          Тогда Hв=406 Па.          По исходным данным выбираем центробежный вентилятор низко-     го давления Ц4-70N5.  По номограммам определяем его характерис-     тики:          - число оборотов - 1000 щб/мин;          - КПД вентилятора - 0.8.          Необходимая установочная мощность электродвигателя: .                   Vрасч * Hв    6475.5*406               N = ----------- = ---------- = 912.87 Вт,   (11.18)                   3600 *   в    3600*0.8     где   в - Rпд вентилятора.          11.6. Заключение.          Из приведенных в данном разделе расчетов следует,  что ис-     пользуемое рабочее место, оснащенное видеотерминальным устройс-     твом (ПЭВМ), удовлетворяет допустимым нормам с точки зрения эр-     гономики, а  рассчитанная  информационная  нагрузка  составляет     1.41 бит/мин и  удовлетворяет условиям нормальной работы.          В данном  разделе также был произведен расчет системы вен-     тиляции.