Организация рабочих мест с персональными электронно-вычислительными машинами (ПЭВМ). Учебное пособие

По частотному спектру эти электромагнитные поля разделяются на две группы:

- поля, создаваемые блоком сетевого питания и блоком кадровой развертки дисплея (основной энергетический спектр этих полей сосредоточен в диапазоне частот до 1кГц);

Рис. 1 – Силовые линии магнитного поля вокруг дисплея

Рис. 2 – Пространственная диаграмма распределения интенсивности электрического поля вокруг дисплея

- поля, создаваемые блоком строчной развертки и блоком сетевого питания ПЭВМ (в случае, если он импульсный); основной энергетический спектр этих полей сосредоточен в диапазоне частот от 15 до 100кГц.

11

По своему энергетическому спектру две указанные группы полей четко разделены. Этот факт успешно используется при испытаниях компьютерной техники, когда при оценке ее качества измеряют уровни создаваемых полей при широкой полосе пропускания в двух различных частотных поддиапазонах: первый поддиапазон – 5Гц….2кГц, второй поддиапазон – 2кГц.... 400кГц.

Особо необходимо отметить, что в спектре электромагнитных полей, создаваемых дисплеем, присутствуют составляющие, частоты которых существенно ниже частоты кадровой развертки. Это низкочастотные электромагнитные колебания от единиц герц до нескольких десятков герц, частоты которых близки к частотам биоритмов человеческого организма. В этом принципиальное отличие дисплеев ПЭВМ по их потенциальной экологической опасности в сравнении с обычными бытовыми электроприборами и другими излучающими техническими средствами, которые по роду своего использования могут находиться (как и дисплей ПЭВМ) в близком контакте с человеком.

Дисплеи, сконструированные на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) являются источниками видов излучений, приведенных выше.

Источниками электромагнитного излучения (ЭМИ) являются сетевые источники питания (частота 50 Гц), система кадровой развертки (5Гц – 2КГц), система строчной развертки (2-400Кгц), блок модуляции луча ЭЛТ (5-10МГц).

Электромагнитное поле имеет электрическую (Е) и магнитную (Н) составляющую.

Оценка Е и Н составляющих поля производится раздельно. Электромагнитные поля около компьютера (особенно низкочастотные)

оказывают определенное воздействие на человека.

Ученые установили, что излучение низкой частоты в первую очередь негативно влияет на центральную нервную систему, вызывая головные боли, головокружения, тошноту, депрессию, бессонницу, отсутствие аппетита. Причем нервная система реагирует даже на короткие по продолжительности воздействия, относительно слабых полей: изменяется гормональное состояние организма, нарушаются биотоки мозга. Особенно страдают от этого процессы обучения и запоминания.

Низкочастотные электромагнитные поля могут являться причиной кожных заболеваний (угревая сыпь, себороидная экзема, розовый лишай, демодекоз и др.); болезней сердечно–сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта; они воздействуют на кровь, меняя ее формулу, приводят к возникновению опухолей, в том числе и злокачественных.

Особое внимание исследователи уделяют влиянию электромагнитных полей на женщин в период беременности. Статистика свидетельствует, что работа за компьютером нарушает нормальное течение беременности, повышает вероятность выкидыша и часто является причиной появления на свет детей с врожденными пороками; из них наиболее существенными бывают дефекты развития головного мозга.

Монитор, сконструированный на основе ЭЛТ, не является единственным устройством для отображения информации в вычислительных системах. В качестве альтернативы ему разрабатываются активно-матричные и пассивно-

12

матричные жидкокристаллические дисплеи, которые известны в большей степени как неотъемлемая часть портативных компьютеров, а в последнее время находят применение и в настольных ПК.

Жидкокристаллические мониторы (ЖК) потребляют значительно меньше энергии (в пять раз меньше, чем ЭЛТ). Они имеют гораздо меньший по спектру и мощности "букет" излучений, при чем, основная его часть приходится на видимый свет. Идеально плоская поверхность позволяет избежать искривления линий, мерцание таких дисплеев значительно ниже, чем у ЭЛТ, поэтому нагрузка на зрение пользователя будет ниже. Такие мониторы будет удобно использовать в условиях высокой запыленности воздуха или, наоборот, в помещениях с повышенными требованиями к чистоте, поскольку такие мониторы не накапливают вокруг себя пыль.

1.3.1 Преимущества и недостатки ЭЛТ и ЖК-мониторов

Ниже в таблице 1 приведены основные отличия рабочих характеристик для разных типов мониторов [20].

Сравнительные характеристики мониторов

13

14

Примечание. Условные обозначения: (+) – достоинство, (-) – недостатки.

1.4 Влияние статических нагрузок

Характерной особенностью работой за ПК является статический режим: большой объем работы приходится выполнять в сидячем положении. При этом большинство групп мышц находятся в напряжении, что приводит к быстрой утомляемости, способствует развитию профессиональных патологических изгибов позвоночника. Неправильное расположение дисплеев по высоте слишком низкое, под неправильным углом является основной причиной сутулости; слишком высокое, приводит к длительному напряжению шейного отдела и может привести к развитию остеохондроза.

Для снижения нагрузок на позвоночник необходимо правильно организовать рабочее место и, в первую очередь, правильно выбрать стол и кресло.

Интенсивное и продолжительное задействование клавиатуры при работе на компьютере может стать источником тяжелых профессиональных заболеваний рук. Комплекс этих заболеваний, получивших общее название «травмы повторяющихся нагрузок» (ТПН), включает такие заболевания, как танденит (воспаление и опухание сухожилий, при этом страдает кисть, запястье и плечо), болезнь Де Кервена (воспаление сухожилий большого пальца кисти рук),

15

туннельный синдром запястного канала (ущемление медиального нерва руки в результате опухания сухожилия).

ТПН представляют собой травму накапливающихся недомоганий. Легкая боль в руке, если ее не вылечить, сможет привести к полной инвалидности. Симптом заболевания – трудно поставить небольшой груз на полку, уровень которой чуть выше вашего роста. Обычно начинает болеть правая рука, так как на нее ложится большая нагрузка, затем заболевает и левая.

Вообще использование мыши опасно для здоровья. Кисти, запястья, предплечья, плечи – все это из-за мыши может серьезно пострадать. О "мышиных проблемах" начали говорить с конца 90-х годов. Самым известным заболеванием, связанным с использованием мыши, клавиатуры является карпальный туннельный синдром – КТС или его еще называют синдромом запястного канала – СЗК.

Симптомы карпального туннельного синдрома и жалобы при нем:

-появление неприятных ощущений в области запястья, ладони и пальцев рук (в проекции расхождение ветвей среднего нерва);

-со временем появляется ослабление пальцев и слабость пораженной ладони, онемение, боль и тяжесть в руке;

-болезненность и онемение ладоней приводят к бессоннице, т.к. во сне человек плохо контролирует положение рук;

-возникают затруднения при письме из-за неловкости ладони и пальцев, а попытка поднять любой груз приводит к жгучей боли в запястном суставе.

Причины развития и возможные последствия. Указанный синдром по существу представляет собой травму запястья. Чтобы понять причину его появления, следует разобраться в анатомии и физиологии (рис. 3).

Рис. 3

Запястье – это место соединения лучевой и локтевой костей (костей предплечья) и восьми костей кисти (мелких костей ладони). Через запястный каналтуннель (отсюда туннельный синдром) проходят срединный нерв и 9 сухожилий мышц кисти. Срединный нерв обеспечивает чувствительность поверхности большого, указательного и среднего пальцев со стороны ладони, поверхности безымянного пальца, обращенной к большому пальцу, а также тыльной сторо-

16

ны кончиков тех же пальцев. Срединный нерв иннервирует мышцы, обеспечивающие движение большого, указательного и среднего пальцев.

Таким образом, срединный нерв выполняет две функции – обеспечивает чувствительность и движение. Сам туннельный канал очень узкий. В нем то и сдавливается, т.е. защемляется срединный нерв. Отсюда и появление расстройств чувствительности и движений рук. Причиной же защемления может быть распухание сухожилий, проходящих вблизи с нервом, а также отеком самого нерва. Это в свою очередь нарушает кровообращение, нарушается питание тканей, что еще больше усиливает отек их и сдавления в туннеле (рис. 4).

Все указанные симптомы и жалобы – есть следствие постоянной статической нагрузки на одни и те же мышцы, большого количества однообразных движений при работе с мышкой, чрезмерного изгиба в запястье.

Вообще человеческий организм всегда болезненно реагирует на длительные постоянные нагрузки. Давно известно, что у тех, кто ранее работал за пишущей машинкой, вручную занимается ковровой росписью или же расшивает узорами ткани развиваются те же симптомы, что и у операторов, работающих с мышью.

Рис. 4

17

Схема механизма появления туннельного синдрома

Рис. 5

Схема механизма появления туннельного синдрома представлена на рисунке 5. Человек, у которого развился туннельный синдром, теряет работоспособность на срок до нескольких месяцев и даже лет. Следует иметь ввиду, что ощущение боли и дискомфорт в руках могут быть вызваны не только защемлением срединного нерва, но и повреждением позвоночника (остеохондроз, грыжа межпозвоночных дисков) при котором повреждается нерв, идущий к рукам от спинного мозга.

18

1.5Зрительное утомление

Впроцессе работы оператору ПК приходится иметь дело с изображениями на экране монитора. Считывание текста, таблиц, графиков с экрана отличается от чтения той же информации с листа бумаги. Отличие в следующем:

1. При работе с дисплеем пользователь целиком зависит от положения дисплея, тогда как при чтении печатной информации можно найти положения листа для наиболее комфортного восприятия информации.

2. Экран, являясь источником света, считается прибором активного контраста, в то время как при чтении с листа бумаги мы имеем дело с отраженным светом, т.е. с пассивным контрастом, который в малой степени зависит от интенсивности освещения и угла падения светового потока на бумагу.

3. Текст на бумаге является неизменным, а текст на экране периодически обновляется в процессе сканирования электронного луча по поверхности экрана. Достаточно низкая частота обновления вызывает мерцание изображений.

4. Монитор надолго приковывает к себе внимание оператора, что является причиной длительной неподвижности глазных и внутриглазных мышц, что приводит к их ослаблению.

5. Длительная работа с ПК требует повышенной сосредоточенности, что приводит к большим нагрузкам на зрительную систему пользователя. Развивается зрительное утомление (зрительная астенопия), которое способствует возникновению близорукости, головной боли, раздражительности, нервного напряжения и стресса.

Приведенные выше особенности изображений на экране дисплея в значительной степени влияют на степень утомляемости зрительного аппарата. На утомляемость влияет также четкость и резкость изображения. Эти параметры зависят от разрешающей способности монитора, которая определяется числом дискретных элементов изображения, воспроизводимых монитором по горизонтали и вертикали. Чем выше разрешающая способность, тем четче и точнее изображение на экране.

Изображение на экране монитора обновляется с определенной частотой, называемой частотой смены кадров (или частотой вертикальной развертки). Если эта частота достаточно высока, изображение кажется неизменным, несмотря на то, что фактическая яркость любой точки изображения – переменная величина. Эффект стабильного изображения создается как результат взаимодействия двух факторов: инерционности зрения человека и инерционности монитора.

Критическая частота, при которой изображение начинает восприниматься как неизменное, не является постоянной величиной. Эти колебания воспринимаются, как мерцание экрана.

Крайняя нижняя граница частоты смены кадров, определяется по методике MPR, равняется 76Гц, для позитивного изображения (светлый фон, темный текст) и 67Гц для негативного изображения (смешанный фон, разноконтрастный текст).

На утомление зрения влияет и яркость изображения на экране монитора. Необходимо учитывать также, что внешнее освещение в рабочем помещении в

19

некотором смысле «конкурирует» со светом, излучаемый монитором, снижая контраст изображения и ухудшая условия работы. Хорошие показатели яркости могут помочь компенсировать этот фактор.

К факторам очень сильно мешающим воспринимать информацию с экрана, следует отнести блики. Они заставляют неосознанно менять положение головы и корпуса, напрягать зрение, чтобы прочесть нужную информацию. При этом глаза испытывают дополнительную нагрузку, происходит увеличение нагрузки на шею, спину, плечи и руки, что приводит к быстрой утомляемости всего организма.

Блики создает любой пучок света, отраженный экраном дисплея и попавший на оболочку глаза. Их источниками могут быть расположенные напротив монитора яркие поверхности, светлое оборудование, осветительные приборы, не зашторенные окна, часто – светлая одежда оператора. Блики тем заметнее и тем сильнее снижают контрастность изображения, чем выше коэффициент зеркального отражения экрана.

В современных мониторах, чтобы уменьшить отражения, темное или тонированное стекло, проводят специальную химическую обработку лицевой поверхности (покрытие двуокисью кремния, обработку травлением); применяют цилиндрические (или вертикально-плоские экраны – ЭЛТ TRINITRON и DIA- MOND-NRON) и плоские прямоугольные экраны (обладают лучшими антибликовыми свойствами в силу действия обычных законов отражения), а также используют защитные фильтры.

Проблемы снижения зрительного утомления решают с помощью применения специальных защитных средств, правильной организации рабочего места, режимов труда и отдыха, специальных упражнений для снятия утомления.

1.6 Психологическая напряженность труда

Компьютеры находят все более широкое применение в управлении производственными процессами, так как они позволяют обеспечить детальный контроль за выполнением технологических предписаний, а также большую гибкость в представлении графической текстовой информации о состоянии процесса на экране монитора.

Оператор имеет лишь ограниченные возможности обработки информации, и он разрабатывает определенные стратегии при решении различных задач. Если оператору предоставляется полная свобода поведения, он выбирает оптимальную, с точки зрения умственной нагрузки, стратегию управления. При медленной динамике он осуществляет параллельное управление несколькими процессами, при быстрой динамике – сосредотачивает свое внимание на наиболее важном процессе, пока не будет достигнут требуемый результат. В последнем случае он будет работать последовательно. С увеличением скорости процесс управления переходит из параллельной формы в последовательные.

Ресурсы операторов являются весьма ограниченными и в большинстве случаев не обеспечивают высокий уровень параллельной стратегии управления, так как при большом количестве и высокой скорости контролируемых процес-

20