автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка методики количественной оценки электробезопасности с учетом функционального состояния оператора

Г'ГВ од

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

- 8 ОПТ 1996

На права! рукопкск

Рубан 1ш Станиславовна

РАЗРАБОТКА НЕТОХШ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ЗШТРОБЕЗОПАСНОШ С УЧЕТОН ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОПЕРАТОРА

Специальность 05.26.01 - " Охрана труда "

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Харьков - 1996

Диссертацией есть рукопись.

Работа выполнена на ьафедре охраны труда и окрухащей среда Украинской инхенерно - педагогической академии.

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор,академик НАН Украины В. Г. Иванов

Научный консультант

кандидат технических наук, доцент С. Д. Тулупов

Официальные оппоненты :

доктор технических наук, профессор П. П. Чабаненко, кандидат технических наук, доцент I. В. Людвичек

Ведущее предприятие - Открытое Акционерное Общество

" Теплознергомоитах г. Харьков

Защита состоится "¿3" 03 1996г. в 00часов на заседании специализированного ученого совета,«ифр Д 11.03.04 по прнсухдению ученой степени кандидата технических наук в Севастопольском государственном техническом университета по адресу: 335000, г.Севастополь, ул.Гоголя, 14

С диссертацией иохно ознакомиться в библиотеке Севастопольского государственного технического университета.

Автореферат разослан ' ^ ' августа 19Э6 г.

Ученый секретарь специализированного ученого совета, кандидат технических наук, доцент С, А. Гутник

-11. ОБЩАЯ ШШЕРНСТШ РАБОТУ

1.1. Актуальность проблемы. Эксплуатация электроустановок коренный образом отличается от эксплуатации любого другого оборудования, так как электрический ток часто не несет никакой информации о приблихающейся опасности. Вот почему злектротравматизм по своим последствиям является весьма тяхелым и распространенным. Существующие методы анализа травматизма ( статистический, групповой, топографический, монографический, метод теоретико- вероятностного прогноза, сетевого моделирования ) позволяют количественно оценить его величину , некоторые вскрывают его причины.

В научные и методологические аспекты изучения методов анализа травматизма были внесены значительные вклады следующими учеными : Ворониной А. А., Гордон Г. И. ,Дэ»ндэюком Б. В. , Долиным П. А. ,1нязевс-кии Б. А. , Корольковой В. К., Ианойловым В. Е., Чабаненко П. П. и другими. Однако весь анализ травматизма, как правило, связан с ухе случившимися несчастными случаями. В этих методах не учитывались предпосылки технического, организационного, эксплуатационного характера. Вот почему разработка методики количественной оценки состояния безопасности с учетом травматизма и предпосылок различного характера является весьма актуальной. Это предопределило выбор направления диссертационной работы.

1.2. Цель и задачи исследований. Цель» диссертационной работы является научное обоснование влияния функционального состояния оператора на качество организации безопасной эксплуатации электроустановок и разработка методики количественной оценки состояния электробезопасности на различных предприятиях .

Для достихения поставленной цели решись следующие основные задачи :

проведен анализ травматизма, который показал, что все существующие методы связаны с ухе случивиимися несчастными случаями, но не учитывались предпосылки различного характера ;

показано, что при разработке предлагаемой методики количественной оценки электробезопасности необходимо учитывать предпосылки различного рода, а такхе качество организации безопасной эксплуатации ;

разработана эргономическая модель безопасной эксплуатации техники, которая показала, что на безопасность влияют эффективность функционирования малины, рабочая среда и, главное, функциональное состояние оператора ;

рассмотрены вопросы связи функционального состояния эксплуатационно - ремонтного персонала с безопасность» вообще и электробезопасность» в частности ;

предлохен инструментальный метод оценки функционального сос-

тояния оператора по физическим параметрам биологически - активных точек кохи ;

разработана автоматизированная диагностическая система с программным продуктом для оценки функционального состояния ;

проведен« теоретические и экспериментальные исследования по обоснование биофизической и адаптивной имитационной моделей изменения параметров биологически - активных точек кохи.

1. 3. Предметом исследований является система обеспечения безопасной эксплуатации электротехнических предприятий государственного и частного сектора с учетом функционального состояния оператора.

1.4. Объектом исследований выступает оператор предприятия.

1.5. Общая методика исследований. При выполнении диссертационной работы проводились теоретические и экспериментальные исследования с использованием следующего математического аппарата : вероятностные методы, методы математического моделирования, дисперсионного анализа, экспертных оценок, а такхе задачи аналитического и вычислительного характера. Ори проведении научных исследований жироко использовались ЗВИ типа 1ВИ РС АТ / И .

Результаты экспериментальных исследований базируются на данных различных предприятий .

1.6. Научная новизна исследований состоит в следующей :

разработана методика количественной оценки электробезопасности с учетом предпосылок, качества организации безопасной эксплуатации и функционального состояния оператора ;

разработана эргономическая модель обеспечения безопасной эксплуатации техники, в которой учитывается эффективность функционирования машы, влияние среды и функциональное состояние оператора ;

предлохена биофизическая модель изменения физических параметров биологически - активных точек кохи ( БАИ ), которая позволила обосновать технические требования к измерительному блоку;

предлохена адаптивная имитационная модель изменения параметров

БАИ;

на основании теоретических и экспериментальных исследований разработан и внедрен метод инструментальной оценки функционального состояния оператора .

1. ?. Практическая ценность исследований заключается в том, что внедрение разработанной методики количественной оценки электробезопасности позволяет существенно изменить работу инспектора энергонадзора, снизить не только травматизм как таковой, но и предпосылки различного рода. Кроме того, данная методика позволяет управлять безопасной эксплуатацией электроустановок на различных иерархических уровнях.

Знание функционального состояния персонажа при выполнении любой работы позволяет учитывать один из основные факторов безопасности, который часто является определяющим.

Предлохенная автоматизированная система оценки функционального состояния позволяет создать базу данных с учетом индивидуальны! физиологически! параметров эксплуатационно - ремонтного персонала.

1.8. Реализация результатов работы. Результаты работы используются в учебном процессе ( лекции и лабораторные работы ) Украинской иншерно - педагогической академии, на предприятия! злектро-тешческой промыкленности я в войсковых организация! МО Украины.

1.9. Апробация работы. Основные результаты исследований автора апробированы на предприятия! Министерства энергетики и электрификации Украины ( Зуевская ГРЭС, Зуевская ордена Трудового 1расяого Знамени экспериментальная ТЗЦ, Зуевское ионтахяое управление ), в Научно - техническом новацконнои центре " Монада " .

Основные полохения докладывались и были одобрены на мехдународны! научных конференциях в городах: Москве, Харькове, а тане яа всеук-раинсш научно-технических конференция! в городах: Полтаве, 1иеве, на ¡арьковскои городском научном семинаре, на научных семинарах кафедры " Охраны труда и окрухающей среды " Украинской инхенерно-педагогической академии, Севастопольского государственного технического университета, Севастопольского выскего военно - морского института.

1.10. Публикации. По результатам проведенных исследований в открытой печати опубликовано 6 работ, общим объемом 2 п. л., в том числе 0.8 п. л. автора.

1.11. Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов по главам, заключения,списка использованной литературы, излохенных на 164 страницах маиино-пясного текста, содерхит 17 рисунков, 14 таблиц s 2 прилохения. Список литературы содерхит 122 наименования.

2. СОДЕРЖАНИЕ

Во введения обосновывается актуальность темы, выбор предмета исследований.научная новизна и практическая ценность полученных результатов, формулируются основные научные направления исследований.

В первой главе - " Анализ травматизма " проведен анализ электротравматизма в различных отраслях промыненности, в зависимости от различных причин, показана его массовость и тяхесть, а тапе необходимость оценки организационно - технических мероприятий по предупрехдению несчастных случаев. В связи с этим проанализированы преимущества и недостатки существующих методов анализа травматизма. Показано, что для создания безопасны! условий эксплуатации различ-

ного оборудования необходимо анализировать и учитывать не тошо травматизм различного уровня, но и предпосылки i нему.

Во второй главе - " Негодяка количественной оценки злектро-безопасности предприятий " разработана и предлохена методика оценки элекгробеэопасности, а такхе показатели, с помощье когорт оценивается предпосылки различного характера, качество организации безопасной эксплуатации электроустановок, в которое основным параметром вюднт функциональное состояние оператора.

В третьей главе - " Влияние функционального состояния эксплуатационного персонала на состояние безопасности " предлохена эргономическая модель обеспечения безопасности, проанализированы сущест-вувцие методы оценки функционального состояния оператора, на основе чего предлолен метод оценки функционального состояния путем измерения физических параметров БАТ1, разработана автоматизированная система для интегральной диагностики функционального состояния оператора, сделана попытка теоретически и экспериментально показать связь изменения функционального состояния оператора с качеством организации безопасной эксплуатации электроустановок.

В четвертой главе - " Теоретические исследования биофизических параметров БАТЕ ' показано, что при подшченни внекнего источника тока для измерения электрококного сопротивления BATÍ происходит 'деформация " показаний, иначе говоря, в процессе измерения вносится значительный терапевтический эффект, что приводит к погрешности измерений. Для обоснования величины измерительного тока были проведены теоретические и экспериментальные исследования биофизических параметров koxhui покровов, в результате чего установлена пороговая неинвазивная величина измерительного тока.

В пятой главе - " Адаптивная имитационная модель изменения параметров BATÍ ' приводятся принципы построения адаптивной имитационной модели изменения параметров БАТ1, которые имеют сдохнув природу. Показана возмохность обработки экспериментальных данных в соответствии с некоторым алгоритмом на основании использования метода фильтрации числовых последовательностей, что позволяет вмешаться в построение диагностического программного продукта, кото-рай довольно просто реализуется на П9ВН.

В зашчении обобщается выводы и рекомендация по результатам проведенных исследований в диссертационной работе.

3. ОСНОВНЫЕ ПОЛОШИЯ

3.1. Проведен анализ электротравматизма. Отмечено,что злектро-травиатизи является массовым и тяхелым по своим последствиям, его причины разнообразны. Результаты анализа позволили сделать вывод, что существующие методы анализа травматизма позволяет количественно

оценить его величину, некоторые из них позволяет вскрыть причину. Однако, все они основывается на свершшся событиях. Эти методы не учитывают предпосылки к травматизму. Указанные недостатки могут быть peieHH при исследовании, разработке и внедрении принципиально новых концепций подюда к анализу травматизма, связанных с учетом не только и не столько самого травматизма, сколько с разработкой методики количественного учета предпосылок к травматизму различного характера.

3. 2. Разработана методика количественной оценки электробезопасности предприятий. В предлагаемой методике оценки уровня электробезопасности рассмотрение её идет в Tpei направлениях.

Во - первых, учитывается сам травматизм различного уровня, с которым успеино справляется статистический метод оценки травматизма. Как известно, в этом методе вводятся коэффициенты частоты, тя-хести, а также коэффициент потерь. Это позволяет для конкретного предприятия, определить :

D

КЧ : ........ 1000 , ( з. 1 )

р

т

КТ : ......-

п

Т

Кп = 1ч - St ;....... 1000

Р

где п - количество несчастных случаев ;

I - суммарное время нетрудоспособности, вырашное в днях ;

Р - списочный состав работавших.

Однако, статистический метод оценивает только сам травматизм, но не вскрывает потенциальных опасностей на предприятии.

Поэтому нами предлагается ввести два дополнительных параметра:

- уровень электробезопасности ( показатель предпосылок );

- качество организации безопасной эксплуатации.

Структурная схема методики представлена на рис. 3.1.

( 3. 2 ) ( 3. 3 )

Рнс. 3.1. Структурная схема методики количественной оценки эштробезопасности.

Показагель предпосылос имеет следующий вид :

" Э- 8 • КпР ' ( 3' 4 )

где Hi , П2 - количество предпосылок к электротравматизму I и II категории;

Э - количество потребляемой за год ( по нормам ) электроэнергии ( в или. кВт. ч ) В - количество персонала ;

I, р - удельные весовые коэффициенты ;

1пр - коэффициент приведения, обеспечивает возиохность сравнения различных предприятий по насыщенности электрооборудованием и автоматизацией трудовых процессов.

За критерии безопасности электроустановок и состояние электро-травиатизма персонала принимается количественные показатели предпосылок.

йод предпосылкой к электротравматизму в разработанной методике понимает нарушение ( отклонение, отступление ) от организационных и технических требований, регламентирующих порядок выполнения работ в электроустановках и определенными действувщими руководящими документами ( постановлениями, руководствами, правилами, указаниями ),а гакхе несоответствие технического состояния электрооборудования требованиям ПУЭ, проектной и эксплуатационной документации, которые при несвоевременном устранении могут привести к увечье или гибели ледей. По степени опасности предпосылки к электротравматизму персонала подразделяется на две категории.

Первая категория- предпосылки,создающие непосредственную опасность хизни людей .

Вторая категория- предпосылки,которые непосредственно не угрохают ih3hh людей, но при определенном стечении обстоятельств могут перейти в первую категорию.

Предпосылки первой и второй категории табулированы и приводятся в диссертационной работе.

Одинаковые предпосылки к электротравматизму, обнарухеняые на одной электроустановке, считаются одной предпосылкой. Повторяющиеся предпосылки на разных установках суммируются. Невыполнение требований одного из руководящих документов по обеспечению электробеэо-пасяости на предприятии считается как сумма предпосылок.

На основании метода экспертных оценок получены удельные весовые коэффициенты JL и j3 , установлена их величина : JL - 0,65 ; р - 0,35 .

Выл проведен анализ влияния предпосылок первой и второй категорий на показатель предпосылок. Полученные графические зависимости приведены на рис. 3. 2. Представленные графики зависимостей относи-

тельной величины Кп от предпосылок первой и второй категории с учетом оценочны: поправок иош использовать для наюхдения величины 1п, а значит для получения итогового результата проверок.

Качество организации безопасной эксплуатации электроустановок оценивается следующим образом :

30£ - ^Зрлл* Р'Эпап +/Эч + % Эаре (35)

где Эрдл - показатель, учитывающий работу долхностнш лиц ;

Зпдп - показатель, учитывающий степень подготовки персонала

по безопасности ; Зтд - показатель технологической дисциплины ; Зфс - показатель функционального состояния персонала; Д-Д'/,?'" удельные весовые коэффициенты. Кахдый из указанных показателей включает значительное коли-личество параметров, которые могут дополяяться и изменяться в зависимости от поставленных задач .

1ч + Кп + Кпл + Кдзб + Кэс + 1пн

Эрдл :................................. , ( 3. 6 )

6

где 1ч - показатель исполнения требований руководящих документов;

1п - показатель планирования и выполнения мероприятий по обеспечению электробезопасности ;

(пл - показатель планирования и выполнения мероприятий ответственными за эксплуатацию электроустановок ;

1дэб- показатель качества подготовки и проведения дней злект-робезопасности ;

Кзс - показатель укомплектованности защитными средствами ;

Кпн - показатель повторяемости недостатков в актах .

1мб + К к к + |д + 1умб + Кип + Ici

Зпдп г .................................. , ( 3. 7 )

6

где 1мб - показатель знаний персоналом правил техники безопасности ;

Ккк - показатель наличия и полноты приказа о назначении квалификационной комиссии ;

1д - показатель допуска персонала к самостоятельной работе;

Кумб- показатель укомплектованности материальной базой;

10

20 30 40 50

01

Рис. 3.2. Графит зависимостей показателя предпосылок от величины предпосылок первой и второй категории.

1п ч< 0,2 - отл. ; 0,2 < (п ч< 0,3 - юр. ; 0,3 < 1Пч< 0,6 - удовл.

1ип - показатель качества и своевременности проведения инст-руктахей ;

Ici - сюдимость результатов проверки знаний по правилам техники безопасности .

1яр+ 1эд+ Itmi lof 1д+ lit 1пв* 1ох+ 1з

Зтд: ........................................, ( 3. 8 )

9

где 1нр - показатель оформления работы нарядом ;

Пэд - показатель выполнения требований эксплуатационно- технической документации ;

1ти - показатель достаточности определения технических мероприятий ;

10 - показатель полноты учета работ в оперативном хурыаде ;

1д - показатель соответствия должностных лиц характеру выполняемых работ ;

11 - показатель хранения и контроля за нарядом ;

!пв - показатель полноты выполнения требований эксплуатационно - технической документации ;

Sot - показатель организации контроля за проведением работ на электроустановках ;

1з - показатель знания персоналом порядка и правильности выполнения персоналом технологических операций .

1ахдый коэффициент находится статистически - вероятностным методом и выглядит следущим образом :

¿факт

I - ......... , ( 3. 9 )

А

где А - общее количество мероприятий ;

Афакт - фактическое количество выполненных мероприятий.

Функциональное состояние эксплуатационного персонала оценивается по формуле :

Ндоп

Эфе :........... , ( 3. 10 )

я

где Ндоп - количество персонала, допущенного к работе после инструментальной оценки ;

Н - общее количество проверенного персонала .

Значения полученных показателей переводятся в оценки по табл.

Таблнца 3.1

Оценки качества организации безопасной эксплуатации электроустановок

Показатели Условное обозначение Значения показателей тавления оценок ДЛЯ 8ЫС-

отл. юр. УДОвл. неудовл.

1 2 3 4 5 6

Эффективность работы Эрдл >0,95 >0,8 >0,75 <0,75

ДОЛХНОСТНЫ1 лиц

Подготовка персонала Эпдп >0,95 >0,9 >0,8 <0,8

Технологическая дис- Этд >0,95 >0,85 >0,75 <0,75

циплина

Функциональное сос- Эфе 1,0 >0,95 >0,9 <0,9

тояние

Результирующая оценка по всей показателям качества организации безопасной эксплуатации электроустановок определяется с учетом получении весовн1 коэффициентов ■'

¿' -- 0,1 ; 0,2 ; 0,2 ; 0,5 Все удельные весовые коэффициенты были получены методом экспертных оценок.

Итоговые результаты оценок приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Оценки итоговых результатов качества безопасной эксплуатации электроустановок

4,6 от 3,8 ДО 4,6 от 3,0 до 3,8 3,0

отл. юр. удовл. неудовл.

В показатель " качество организации безопасной эксплуатации электроустановок ' введен показатель Зфс, характеризующий функциональное состояние человека - оператора, в частности, уровень его энергетического состояния, который мохно получить инструментально путем измерения физических параметров. Функциональное состояние оператора часто является решщим при оценке безопасности .

3.3. Разработана к предшена эргономическая модель обеспечения безопасной эксплуатации техники. С этой целью для оценки эффективности функционирования эргономической системы среда - человек -малина ( СЧМ ) вводится слохный оператор Нсчм ( t,r), который условно иолно разделить на три частных оператора : Ни (t,t) - эффективность деятельности малины ; Hep ( t,i) - показатель, характеризующий влияние среды на эффективность функционирования СЧИ н Нч ( t,r) - эффективность деятельности человека ( Рис. 3.4 ).

Для обеспечения безопасности с учетом эргономической модели необходимо выполнить следующее :

- малина долхна быть высоконадехной, а рабочее место долхно удовлетворять всем эргономическим требованиям ;

- производственная среда рабочего места долхна быть оптимальной или благоприятной ;

- функциональное состояние оператора долхно удовлетворять требованиям, обеспечивающим безопасность работы .

Таким образом, на безопасность обслухивання техники с эргономической точки зрения оказывает влияние состояние техники, рабочая среда и состояние оператора в процессе деятельности. К все - такн, функциональное состояние человека чаще всего является определяющим. Вот почему в дальнейших исследованиях основное внимание уделяется именно этим вопросам.

3.4. Проведен анализ методов оценки функционального состояния оператора. Отмечено многообразие психологических и физиологических методов оценки функционального состояния оператора. Возникает проблема подбора адекватных методик исследования. Психологические методы рисуют елиiк он общую, часто субъективную картину диагностического портрета оператора, а по исследованию отдельных физиологических показателей невозиохно дать однозначного ответа о состоянии оператора, то есть, показана необходимость использования метода, позволяющего оценить состояние оператора интегрально.

3. 5. Предлохен интегральный метод оценки функционального состояния оператора. На основании проведенного анализа предлагается инструментальный метод оценки функционального состояния путем измерения физических параметров биологически - активных точек кохи ( БШ ). Съем величины электроколного сопротивления производятся с репрезентативных точек. Вводится понятие " интегральный критерии внутренней энергии " оператора (Рис. 3.5.).

Этот метод позволит получать интегральный диагностический портрет функционального состояния оператора, устанавливать его энергетический уровень, а такхе отклонения различных подсистем человеческого организма от норм.

ч(ь.-е)

1Ш

продукция

назначение

Надехность

Техничность

Зргононичность

Экономичность

Показатели эффект, функционирования счм Нс(1,г) Эффективность функционирования системы iicit.tr) Эффективность деят. оператора «о (1,г)

1

Показатель зффек-тивностя функционирования техники Нм^.г)

Показатель эффективности функционирования чо ИгК.т)

I

Показатель,харак. влияние среды на эффект, фуикцкон. счм Кср(

Показатель творческой активности

Показатель своеврем. выполнения работы чо

Тяхесть йапрялен.

труда труда

Внеше средства деятельн (рабочее место)

Пульт

Мнемосхема 1ресло Оперативный *ит

Внутрен. средства деятельн (МС)

С Н С

Рис. 3.4. Эргономическая модель обеспечения безопасной эксплуатации техники

3SC

Зона гйперфунщик

Кнтеграль-вык критерий внутренней энерт

г физиологический

коридор

Зона гипофункции

-1_I_i_I_и.

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Неридианы

Рис. 3.5. йнгеградьяый критерий внутренней энергии оператора

3.6. Разработана автоматизированная система оценки функционального состояния оператора. В состав системы входят: измерительный блок с комплектом электродов, ЭВК типа 1ВК РС АТ / ХТ и программный продукт. Сопрнение измерительного блока с ЗВИ осуществляется через последовательный порт - 232. Программный продукт базируется на операционной системе ЙЭ - Шгё с использованием маш-ного языка Паскаль . Это позволяет быстро и достоверно производить проверку функционального состояния оператора, хранить её в памяти маиины, контролировать воздействие различных факторов среды. Внедрение предлохенной системы контроля функционального состояния оператора в практику эксплуатации электроснабжения позволит осуществлять допуск персонала не только с учетом его квалификациаи, но и конкретного состояния, что существенно снизит травматизм.

3. 7. Экспериментальные исследования функционального состояния оператора на различных предприятиях ( Зуевская ГРЭС,завод "Элекгро-тяхмал " г. Харьков, завод " Сокол " г. Белгорода, метрополитен г. Харькова ) показали, что функциональное состояние влияет, прехде всего, на работоспособность и, конечно, на безопасность персонала. Согласно проведенным исследованиям было установлено, что уровень

интегральной энергии в течение рабочего дня не остается постоянный. Он тане меняется от характера выполняемой работы.

При исследованиях функционального состояния эксплуатационного персонала Зуевской ГРЭС характер работы существенно менялся ( испытание кабельных линий повышныи напряхением, регулировка релейной защиты и автоматики, ремонт светильников,оперативные переключения). Однако, характерной особенность» всех этих работ является высокая ответственность и опасность, так как все работы связаны с выполнением организационных и технических мероприятий. Дальнейиие исследования показали, что индивидуальные энергетические уровни практически все оказались в интегральном физиологическом коридоре. Это позволило сделать вывод, что уровень физиологического коридора и его норму для электротехнического персонала moiho установить на основании длительного лангирования.

Однако, для получения весьма достоверного результата, лучке контролировать функциональное состояние кахдого сотрудника, а допуск к работе на электроустановки осуществлять ве только проверяя квалификацию работающего,выполнив инструктах, во и проверяв уровень функционального состояния, которое зависит от предыдущего воздействия различных факторов. Последнее было подкреплено теоретическими исследованиями, которые показали, что предлохенныи способом moiho выработать гибкие нормы уровня функционального ( энергетического ) состояния оператора при воздействии внешх факторов среды для различных предприятий. Эти нормы после тщательной всесторонней проверки могут быть применены в качестве критерия допуска. Сказанное юрою иллюстрируется диаграммами, полученными экспериментальным путем для различных предприятий ( Рис. 3.6.).

Построение интегральных уровней функционального состояния оператора проводилось методом наименьших квадратов, а при его оценке использовался дисперсионный анализ.

3.8. Биофизическая модель. Рассмотрены биофизические особенности поведения хивой ткани при воздействии различных стимулов. На основании апроксимирующих аналитических функций американских ученых Ходшна и Хаксли для потенциала мембраны клетки и проведенных экспериментальных исследований было получено вырахеняе связи изменения мембранного потенциала клетки при воздействии внеинего сигнала-стимула.

U*--2--е » ( 3.10 )

где Те - внеклеточное сопротивление ;

Я - постоянная длины ;

lo - сигнал - стимул.

Зуевская ГРЭС GG,¿5

Завод " Злектротяшл

66, 13

Метрополитен г. Харькова

27,4 3

Z7M

Завод " Сокол

Ш

Ы,Ь7

3 i .67

Рис. 3.6. Результаты оценки функционального состояния оператора

Лаалнэ этого выраления показал следующее :

- стимул явно влияет на трансмеибранный потенциал ;

- влияние стимула сильно зависит от места прилошия сигнала-стимула. Наиболыее изменение трансмембранного потенциала имеет место в месте его прилохения ;

- для конкретного сигнала - стимула величина трансмембранного потенциала возрастает по мере увеличения внеклеточного сопротивления;

- пололительный сигнал - стимул приводит к сдвигу грансиеи-бранного потенциала в отрицательную сторону. Иначе говоря, для стимуляции следует подавать отрицательный сигнал, а для тормозного эффекта - полохительный сигнал - стимул .

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования привели к выводу о сокращении величины измерительного неинвазшого тока. Было установлено, что эта величина не долхна превыхать 1мкА ( I изм. \< 1 икА, рис. 3.7 ).

ВО 55 50 45

К, кОи

1змерительный ток 1изм : 1мкА

ь *_* * X * х *

х х к—:—т.—*--

Рис. 3.7. Динамика изменения 31С при различной величине измерительного тока

-183.9. Разработана адаптивная имитационная модель изменения параметров БАТХ. Проведенный анализ существувщих методов построения прогностических моделей изменения физических параметров БАТК показал, что они постоянно меняются во времени и в пространстве согласно биологических циклов и хронометрических характеристик биосистем, а такке под действием различных внешх и внутренних факторов среды. Иначе говоря, биофизические характеристики БАИ имеют весьма слохную природу. Разумеется, валичие априорной информации о протекании процесса изменения параметров БАТК нохет значительно облегчить исследуемую проблему. Но значительная часть исследуемых задач изменения параметров БАТК основана на принципах статистического анализа временных рядов, которые в общем виде иокно описать следующей моделью :

Mt): *(t) , t : 1, Т (3.11)

где t(t) - детерминированная составляющая ;

^(t) - случайная составляющая.

Однако, при практической реализации процесса построения прогностической модели изменения параметров BATÍ существующими методами возникают значительные трудности. Они обуславливаются ограниченной информацией о процессе изменения, и следовательно, теория регрессии не применима из-за болми1 погрешностей. Наиболее мощным и развитым аппаратом прогноза случайных процессов является корреляционный анализ, развитый Винером и последователями. Однако, для построения методом корреляционного анализа оптимального прогноза по критерию минимума среднеквадратической ошибки, необходимо знать явный вид корреляционной функции процесса I что обычно практически нереально, либо уметь статистически оценивать корреляционную функцию по имеющейся информации в процессе параметрических изменений параметров БАТК. Заметим, что большинство процессов параметрических изменений параметров БАТК имеет нестационарный характер, поэтому решение нестационарного уравнения Винера - 1опфа мот привести к непреодолимым трудностям аналитического и вычислительного характера. В силу указанных причин в работе используется метод фильтрации числовых последовательностей. Под фильтрацией понимают обработку экспериментальных данных в соответствий с некоторым алгоритмом, позволяющим по наблюдениям изменения параметров БАТК y(t),te[0,T], построить такие оценки для Ht) и её производных, которые могли бы максимально уменьшить влияние случайной составляющей ^(t).

Экспериментальные исследования случайных последовательностей, проведенные на имитационной модели показали, что закон распределения скорости изменения параметров БАТК оказывается близким к нор-

мальному с нулевым математическим ощанием. Поэтому, прогнозирование рационально осуществлять в соответствии с вырагеяяем •.

= ¿т-к-б^ , ( 3.12 )

где г - интервал дискретности ;

к - некоторая компонента ;

Б,, - среднеквадратическое отклонение мера подвихности.

Таким образом, применение метода фильтрации числовш последовательностей позволяет по мере накопления статистической информации случайных процессов изменения параметров БАТ1 уточнять значения имитационных последовательностей, что дает воэмохность существенно приблизить имитационный процесс к реальному. Использование этого метода дает воэмохность обогатить программный продукт для ПЭВМ при измерении функционального состояния оператора при воздействии на него различных факторов среды.

ВЫВОДЫ :

1. В результате проведенных исследований по анализу травматизма вообще и электротравматизма в частности было установлено, что все существующие методы, как правило, связаны со статистическими данными.

В данной работе впервые рассматриваются вопросы анализа травматизма, связанные с предпосылками организационного и технического характера, в которых учитывается техническое несовершство устройств и эксплуатации электроустановок, а такхе роль руководящего звена, званий и навыков эксплуатационного персонала.

2. В диссертационной работе, на основании анализа методов травматизма, была предлохена принципиально новая методика^количественной оценки состояния злектробезопасности различных предприятий, позволяющая оценить травматизм различного уровня,учесть потенциальные опасности на предприятиях в виде различного рода предпосылок.

Предлохенная методика позволяет создать систему безопасной эксплуатации электроустановок, а такхе существенно изменить работу инспектора энергонадзора по безопасной эксплуатации оборудования систем электроснабхения. Появляется воэмохность управлять безопасной эксплуатацией различных предприятий. Л все - таки, главное внимание в работе уделено исследованию вопросов, связанных с влиянием Функционального состояния персонала на безопасность обслуливания электроустановок.

3. Предлохеняая эргономическая модель системы человек - среда-тт убедительно показывает, что на безопасность обслутания техники ( электроустановок ) влияет состояние техники, среды и, конечно, человеческий фактор. Поэтому в дальнейкем, в работе значительное внимание уделяется исследовании влияния функционального состояния оператора ( человека ) на безопасность. Инструментально получены уровни Функционального состояния, при которых наступает утомление оператора.

Данные исследования проводились на четырех предприятиях ( завод "Злектротяш» " - г.Харьков, завод " Сокол г.Белгород, метрополитен г.Харькова и Зуевская ГРЭС -Донецкая обл.), что позволило получить достоверные результаты.

4. При исследовании влияния функционального состояния человека - оператора на безопасность обслушания техники основное внимание было уделено теории и практике инструментальной оценки. С этой целы) была разработана и использована атоматизированная диагностическая система, работающая на принципе съема физических параметров биологически - активных точек коки ( БАИ ), позволяющая получать интегральный диагностический портрет всего организма и его подсистем.

На основании полученных результатов определен уровень энергетического состояния оператора, что дает возмохность осуществлять допуск персонала к конкретно выполняемой работе с учетом его функционального состояния. Для предлохенной диагностической системы разработан измерительный блок и программный продукт.

5. На основании теоретических исследований было показано, что при измерении злектрокохного сопротивления ( Э1С ) с подключением вне1него источника тока необходимо учитывать влияние величины протекающего измерительного тока. Используя биофизическую модель трансмембранного обмена и экспериментальные данные, было установлено, что для измерения ЭКС без внесения терапевтического эффекта необходимо протекание измерительного тока не более 1 мкА.

6. Проведенные исследования показали, что физические параметры БАИ постоянно меняются во времени и в пространстве согласно биологических циклов и хронометрических характеристик биосистемы, а так-хе под действием различных внеанях и внутренних факторов среды. Иначе говоря, биофизические параметры БАТ1 имеют весьма сдохнув природу. Разумеется, наличие априорной информации о протекании процесса изменения параметров БАТК иохет значительно облегчить исследуемую проблему. Однако, значительная часть исследуемых задач изменения параметров БАТХ основана на принципах статистического анализа временны! рядов.

7. Для праьгичесьой реализаций процессов построения прогностических моделей изменения параметров БАТХ сущесгвующиин методами ( корреляционный анализ, метод авторегресски, метод экспоненциального сглаливания ) возникают определенные трудности. Поэтому в работе предлагается адаптивная имитационная модель, основанная на методе оптимальной фильтрации числовых последовательностей, так как при этом возмохна обработка экспериментальных данных в соответствии с некоторым алгоритмом, позволяющим по наблюдениям изменения параметров БШ построить такие оценки для исследуемой функции и ее производных, которые могли бы максимально уменыить влияние случайной составляющей. В настоящей работе для реления задач фильтрации применяется методика, базирующаяся на использовании различных математических моделей с элементами зврестического подхода и довольно просто реализуется на ПЭВМ.

8. Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные в данной работе позволили уточнить технические требования к измерительной аппаратуре при оценке функционального состояния оператора, а метрологическое обеспечение к ней сделали процесс съема биоинформацни корректным и достоверным.

9. Предлохенная методика количественной оценки электробезопасности с учетом функционального состояния оператора мохет быть использована для оценки безопасности на предприятиях различного профиля, Внедрение этой методики в практику эксплуатации предприятий, занимающихся эксплуатацией оборудования систем электроснабжения, позволит управлять безопасной эксплуатацией, а такхе повысить эффективность работа инспектора энергонадзора.

4. ОСНОВНЫЕ НОШЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛВДУЮЩЙХ РАБОТАХ :

4.1. Иванов В. Г., Тулупов С. Д., Рубан t. С. Метод количественной оценки электротравматизма.//Охрана труда. 1995. S10. С. 29 - 31.

4.2. Иванов В. Г., Тулупов С. Д., Рубан S. С. Оценка функционального состояния оператора в антрояотехнических системах. //Вест, проблем совр. медицины. 1995. H 1. 48 - 50.

4.3. Иванов В. Г., Тулупов С. Д., Рубан 8. С. Влияние функционального состояния человека - оператора на состояние безопасности. // Вест, проблем совр. медицины. 1995. H 8. С. 62 .

4.4. Иодель беспечно! експлуатацп обладнання системи електро-постачання / К. С. Рубан // Ншародна науково-иетодична конференция. Тез. докл. XapKiB. 1995. С. 138.

-221 S. йетодические указания к лабораторной работе "Оценка функционального состояния оператора при воздействии различных факторов среды ". Кафедра ОТ и ОС ШЛ. Руководство к лабораторный работам. Карьков. 1995. С. 1 - 9 .

4.6. Научно - исследовательская работа " Накал ". Отчет НО Украины / Руководитель работы : Б. Ф. Самойленко. Исполнители: В. Г. Иванов, А.Ф.Лопухин, 8. С. Рубан, Б. А. Кононов. Ннв. II 243. Ларьков. 1996. 8 С.

Ruban 1)1. S. Develop»ent of nethods of goantitative estiiation of electric safety with regard for functional state of operator.

Dissertation for a candidate's degree on speciality 05.26.01-Labour protection" , Sevastopol state technical university,Sevas-topol , 1996 .

Methods of goantitative estiiation of electric safety , theoretical and experisental investigations of functional state estination under the influence of different enviransental factors are defended. Author's investigations «ake it possible to give guantitative estination of electric safety state on different enterprises with regard for occupation injuries of different levels , preconditions of various categaries and guality of organisation of safety operation . Cansiderable attention in this dissertation is paid to estiiation of operator fuctional state on equipnent naintenance safety, becouse it often is the lain factor .

Рубан В, С. Разработка методики количественной оценки электробезопасности с учетом функционального состояния оператора.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.26.01 - " Охрана труда ", Севастопольский государственный технический университет, Севастополь, 1996 г.

Защищается методика количественной оценки электробезопасности, теоретические и экспериментальные исследования по оценке функционального состояния при воздействии различных факторов среды. Исследования автора позволяет оценить количественно состояние злектро-безопасности на различных предприятиях с учетом травматизма различного уровня, предпосылок различных категорий и качества организации безопасной эксплуатации. Значительное внимание в диссертационной работе было уделено оценке функционального состояния оператора на безопасность обслухивания техники, ибо оно часто является определяющим.

Ключевые слова : здектробезопасность, травматизм, предпосылка, качество организации безопасной эксплуатации , электроустановка, система электроснабления, функциональное состояние, энергетический уровень, биологически - активные точки koih, трансмембранный потенциал, адаптивная имитационная модель.

РУБАН ШЯ СТАНИСЛАВОВНА

Разработка методики количественной оценки злектробезопасности с учетом функционального состояния оператора.

Специальность 05.26.01 " Охрана труда

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ответственный за выпуск С. Н. Супрунов

Подписано к печати 25.06.1996г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Объем 1,0п. л. Тирах 100 экземпляров. Зак. К 60. Бесплатно

УКПА, 310003, Харьков, ул. Университетская, 16