Характеристика життєдіяльності людини у системі

"людина - машина"

На рис.2.1 приведена узагальнена модель системи “людина - життєве середовище"

Рисунок 2.1 - Система "людина - життєве середовище"

Розглядаючи цю систему, необхідно перш за все виділити підсистему навколишнього природного середовища. Компоненти природного середовища (атмосфера, гідросфера, біосфера, поверхня та надра Землі, оточуючий планету космічний простір) безпосередньо зв'язані з життєдіяльністю людини та його безпекою. Як складову частину навколишнього природного середовища, можна виділити антропогенне середовище - результат діяльності людей. Антропогенне середовище породжує крупні аварії, катастрофи, травматизм, та інші несприятливі наслідки. Складовою частиною антропогенного середовища є соціальна сфера, яка поділяється на сферу виробництва, обслуговування та побутову. Соціальна сфера здатна породжувати нервово-

психічні напруження, негативні емоції, конфлікти, незадоволення людини матеріальними та соціальними умовами праці та побуту, що може викликати погіршення функціонального стану людини. Працююча людина діє на предмет праці за допомогою знарядь праці.

На організм людини діють безперервно змінювані фактори навколишнього середовища. Проте ці зміни не викликають захворювання, бо організм людини пристосовується до них. Між організмом та зовнішнім середовищем існує функціональна рівновага. Захворювання виникає лише тоді, коли ця рівновага порушується, тобто на людину діють фактори навколишнього середовища, незвичні по силі і якості. Людину оточує надзвичайно складне навколишнє середовище. Його вплив на організм людини досить різноманітний. На людину перш за все діють матеріальні фактори природного середовища, які умовно поділяють на хімічні, фізичні (абіогенні) та біологічні (біогенні).

До хімічних факторів середовища відносяться хімічні елементи або сполуки, які входять до складу повітря, води, грунту, і'жі тощо. Багато хімічних елементів необхідні для нормальної життєдіяльності організму. Проте вони можуть бути і причиною захворювання.

Фізичними факторами є температура, вологість, рух повітря, атмосферний тиск, радіація, шум тощо. Деякі з них необхідні для оптимальної життєдіяльності організму. Але усі вони при певній інтенсивності можуть негативно впливати на перебіг фізіологічних функцій організму.

До біологічних факторів відносяться усі живі істоти, які оточують людину. Одні з них (бактерії, віруси, паразитичні черви та ін.) при проникненні в організм викликають його захворювання. Інші (їстивні рослини) складають основу харчових продуктів тощо.

Людина не тільки піддається впливові факторів і умов зовнішнього середовища. Вона здатна сама впливати на нього з метою поліпшення умов праці, живлення, побуту та створення відповідних умов для збереження здоров'я.

Наведені фактори відчуваються організмом лише у певних межах, іншими словами реакція організму залежить від дозування фактора. При невеликих значеннях, але довготривалих, або при надмірній дії фактора життєва активність організму постійно пригнічується. Діапазон дії цих факторів обмежений відповідними крайніми пороговими

значеннями (точки мінімуму та максимуму) даного фактора, при яких можливе існування організму (рис.2.1). Ця зона називається толерантною (зона комфорту). Точка, що відповідає найкращим показникам життєдіяльності організму визначає оптимальну величину фактора і називається оптимальною. Умови середовища, в яких будь-який фактор (або їх сукупність) виходить за межі комфорту і спричиняє пригнічену дію називаються екстремальними (крайніми, граничними, важкими). Такими факторами, що спричиняють екстремальні умови є аномальна температура, вологість, солоність води, а також місцезнаходження людини (полярні зони, високогір'я, пустелі і т.д.).

точки зони.

Рисунок 2.2 - Умови існування людини 2.1.1 Особливості діяльності людини-оператора

Оператор - це людина, яка керує елементами автоматики та обчислювальної техніки та іншими технічними системами завдяки інформаційним моделям та засобам керування. Перед оператором постає завдання керувати все більшою кількістю

Рисунок 2.3- Схеми системи “людина-машина”

а) проста одноконтурна; б) при напівавтоматизованому виробництві; в) при високомеханізованому виробництві.

Основною формою діяльності людини-оператора є використання та опрацювання інформації. У загальному випадку діяльність людини-оператора складається з чотирьох етапів: прийняття інформації, оцінка і переробка, прийняття рішення, реалізація прийнятого рішення.

Схеми взаємозв'язку людини з машиною представлені на рис.2.2. При простій одноконтурній схемі людина сприймає сигнали органами зору та слуху і зворотною реакцією впливає на машину. При напівавтоматизованому виробництві сигнали від датчиків в машині передаються на інформаційну панель. Людина сприймає інформацію, переробляє і через пульт керування впливає на машину. При високомеханізованому виробництві сигнали від датчиків надходять на пристрій, котрий змінює вихідні параметри і передаються на регулятор виходу програми. Людина-оператор сприймає сигнали і зворотною реакцією впливає на регулятор виходу програми, котрий через пристрій, що керує вихідними програмами впливає на машину.

Всі зміни керованого об'єкта вловлюються за допомогою датчиків, сигнали від яких перетворюються і подаються до приладів, за якими спостерігає людина. Людина сприймає покази приладів, розшифровує їх, приймає рішення, виконує відповідні дії. Сигнал, що виникає внаслідок дій людини перетворюється і надходить до керованого об'єкту, змінюючи його стан.

У людини можна виокремити органи чуттів, за допомогою яких вона сприймає інформацію і через провідні шляхи доносить в мозок, а мозок після відповідної обробки діє на органи руху. У машини відповідно: засоби інформації, керування та інформаційно-логічний і обчислювальний пристрій. Діяльність оператора при прийманні інформації пов'язана з отриманням даних про стан об'єкта та середовище існування, після чого необхідно знайти, виокремити та розпізнати потрібні сигнали. Під час оцінки інформації діяльність оператора спрямована на аналіз та узагальнення сигналів, що надходять, порівняння необхідного та дійсного стану системи "Людина-машина". Оператор виконує дії, пов'язані із запам'ятовуванням, видобуванням з пам'яті та розшифровкою інформації. При прийнятті рішення оператор порівнює модель процесу, який відбувається з базою даних, що знаходяться в пам'яті системи "людина-машина", яка сформована на основі знань та вмінь, одержаних під час

навчання та накопичення досвіду роботи з оперативною моделлю, виробленою ним в процесі опрацювання інформації, яка надходить.

Прийняте рішення реалізується шляхом віддавання відповідних команд, чи виконання окремих дій за допомогою органів руху людини та органів керування машиною.

(2.1)

де n - число фіксацій зору в процесі пошуку;

t_ф - час фіксацій;

t_ni - час і-го переміщення зору.

Час затримки сигналу оператором визначається за формулою:

(2.2)

де к - кількість приладів;

t_i - час оцінки показів приладів;

t_i - час переведення погляду з одного приладу на інший;

t_c- тривалість мимовільного відволікання оператора;

t_mi- час виконання моторних дій по управлінню регулятором машини;

m_i - кількість регуляторів;

n_i - кількість спостережень або перемикань.

(2.3)

де t_оп - час, необхідний для обробки сигналу.

(2.4)

де t_i - час затримки сигналу і-м механізмом машини.

(2.5)

де N - загальний об'єм (кількість елементів) інформаційного поля;

М- кількість елементів, що мають задану для пошуку ознаку;

а- об'єм інформаційного поля, що може сприйматись зором.

Величина а- це та кількість предметів, що одночасно попадає в зону спостереження. Для кутової зони, обмеженої кутом 10° в горизонтальній та вертикальній площинах кількість елементів не повинна перевищувати 8.

Аналізатори людини

Зв'язок з машиною та середовищем існування людина здійснює за допомогою своїх аналізаторів. У системах зв'язку домінуючим є зоровий, слуховий та тактильний аналізатори. Використовуються також температурний та руховий аналізатори, нюх та смак, больова та органічна чутливість. Кожен аналізатор складається із рецептора, провідних нервових шляхів та мозкового центру. Рецептор перетворює енергію подразника у нервовий процес. Нервові імпульси провідними шляхами надходять у кору головного мозку.

Робота будь-якого аналізатора починається (1 етап) із знаходження та прийому сигналу з зовнішнього або внутрішнього середовища. На другому етапі аналізатори повинні виконати розпізнавання сигналів. На даній стадії основну роль відіграє не абсолютна чутливість аналізатора, а його здатність реагувати на зміну інтенсивності показників у часі. В процесі третього етапу аналізатори передають та перетворюють сигнал з метою доведення до мозку найбільш важливої інформації про показник. Під час четвертого етапу відбувається перетворення інформації в умовну форму, тобто відбувається її кодування. Впродовж п'ятого етапу відбувається детектування сигналів. Це спеціальний вид вибіркового аналізу окремих ознак подразника, який здійснюється спеціальними нейронами - детекторами, що

реагують виключно на певні параметри. На шостому етапі виконується розпізнавання отриманої інформації. Це кінцева та найбільш складна операція аналізатора, після якої відбувається вибір або розробка зворотної реакції організму.

Розрізняють такі основні види рецепторів: механорецептори,(рецептори слухової, вестибулярної, рухової, частково вісцеральної чутливості); хеморецептори - нюховий, смаковий; терморецептори; фоторецептори - зоровий аналізатор та ін.

Аналізатори характеризуються абсолютною,
диференціальною та оперативною межою чутливості до
подразнення. Абсолютна межа має верхні та нижні рівні.
Нижня абсолютна межа чутливості- це мінімальна величина
подразника, яка викликає відчуття. Верхня абсолютна межа -
максимально допустима величина подразника, яка не
викликає у людини болю. Диференціальна межа
характеризується мінімальною різницею між сигналами, які
приймає оператор. Диференціальна межа характеризує
величину, на яку повинне змінюватись відчуття людини, щоб
людина помітила ці зміни. Оперативна межа чутливості
вказує величину межі різниці, при якій швидкість та точність
оператора досягають максимума.

Психофізіологічними експериментами встановлено, шо величина чутливості змінюється повільніше, ніж сила подразника. Згідно з законом Фехнера цей зв'язок має вигляд

E=KlgS+C, (2.6)
де Е,S- інтенсивність відповідно чутливості та подразника;
К,С- константи

Графічне зображення закону Фехнера показано на рис.2.4

Рисунок 2.4 – Закон Фехнера