Лекции по дисциплине Безопасность жизнедеятельности
 Скачать 0.59 Mb.
|
|
Лекции по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» (БЖД) Лекция 1 1. Цель и задачи БЖД. Взаимосвязь БЖД с другими науками БЖД это раздел науки о безопасности жизнедеятельности, изучающий опасные и вредные производственные факторы, уровни техногенного воздействия на человека в процессе труда и разрабатывающий методы и средства повышения безопасности технических систем и технологических процессов, основные направления снижения риска и последствий проявления опасных и вредных производственных факторов. Цель курса “БЖД” - сформировать научные знания : - об опасных и вредных факторах и процессах, порождающих опасности оборудования, трудовых и производственных процессов; - о современных методах выявления и прогнозирования опасностей;- о принципах, методах и средствах обеспечения БЖД на стадии проектирования и эксплуатации техники и технологических процессов;- о законодательных и нормативно-технических актах по охране труда. Составляющие БЖД. В значительной мере дисциплина БЖД перекликается с дисциплиной Охрана труда. Собственно охрана труда – это система законодательных, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно- профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда (ГОСТ 12.0.002-80). Дисциплина “БЖД” опирается на:- естественно-научные дисциплины - математику, в частности, теорию вероятностей, математическую статистику, алгебры Буля, информатику, физику, химию; - общепрофессиональные дисциплины - техническую механику, технологию машиностроения, материаловедение, теории управления и надежности. - медицинские науки: анатомию, физиологию и гигиену труда; - науки о человеческом факторе - эргономику, инженерную психологию ; Эргономика – научная дисциплина, комплексно изучающая закономерности взаимодействия человека с техническими средствами, предметом деятельности и средой, практическими задачами которой является повышение эффективности деятельности при сохранении здоровья и всестороннем развитии личности. Эргономика изучает человека в условиях современного производства. Инженерная психология, как отрасль психологии изучает объективные закономерности взаимодействия человека и техники с целью использования их для проектирования и эксплуатации сложных систем «человек- машина». В этом смысле ее можно считать одним из разделов эргономики. Инженерная психология занимается, в основном, изучением деятельности человека-оператора. 2. Основные понятия и термины Опасность – это явления, процессы, объекты, свойства предметов, способные в определенных наносить ущерб здоровью человека или окружающей среде. Опасность хранят все системы, имеющие энергию, химически или биологически активные компоненты, а также характеристики, не соответствующие условиям жизнедея- тельности человека. Говорят также, что такие системы обладают так называемым остаточным риском, т.е. способностью к потере устойчивости или длительному отрицательному воздействию на человека, окружающую среду. Объективной основой опасности является неоднородность системы «человек - среда обитания». Опасности носят потенциальный характер. Актуализация, или реализация опасно- стей происходит при определенных условиях, именуемых причинами. Для живых организмов опасность реализуется в виде травмы, заболевания, смерти. Признаками, определяющими опасность, могут быть: - угроза для жизни; - возможность нанесения ущерба здоровью; - нарушение условий нормального функционирования органов и систем человека. - нарушение условий нормального функционирования экологических систем Количество признаков, характеризующих опасность, может быть увеличено или уменьшено в зависимости от целей анализа. Источниками формирования опасностей в конкретной деятельности могут быть: - сам человек как сложная система «организм - личность», в которой неблагоприятная для здоровья человека наследственность, физиологические ограничения возможностей организма, психологические расстройства и антропометрические показатели человека могут быть непригодны для реализации конкретной деятельности; - элементы среды обитания, которыми для любой деятельности являются: предметы, средства и продукты труда, используемая энергия, климатические условия жизни или микроклиматические условия труда (температуры, влажность и скорость движения возду-ха), животный и растительный мир, коллектив людей, отдельный человек; - процессы взаимодействия человека и среды обитания. Потенциальный характер опасностей проявляется также и в том, что для человека опасность может реализоваться только в тех случаях, когда зона воздействия опасностей пересечется с зоной деятельности (нахождения) человека. Например, человек попадает в зону действия электрического тока, шума, вибраций, криминальных структур, движения транспорта и т.д. ноксосфера (<лат. nox: опасность) - область, зона, в которой проявляются опасности; гомосфера (<лат. homo: человек) - область, зона, в которой пребывает человек. Как было сказано выше, опасность реализуется при наличии определенных причин, движущих сил, именуемыми факторами опасности. Безопасность - это состояние защищенности человека, общества, окружающей среды от опасностей различного происхождения. При этом имеется в виду, что обеспечи- ваются условия, при которых исключается появление опасностей или превышение научно обоснованных допустимых уровней опасных факторов. В более узком значении понятие безопасность трактуется как состояние деятельности, при котором с определенной вероятностью исключается возможность реализации потенциальных опасностей, т.е. причинение вреда (ущерба здоровью человека). Если же говорить о безопасности системы «Человек-машина-среда», то надо иметь в виду, что ее параметры не являются неизменными и могут приводить систему как в безопасное, так и в опасное состояние. В этом случае уместно говорить о безопасности как о свойстве системы. Таким образом, можно дать следующее определение: безопасность - это свойство систем «Человек-машина-среда» сохранять при функционировании в определенных условиях такое состояние, при котором с заданной вероятностью исключаются происшествия, обусловленные воздействием опасности на незащищенные компоненты систем и окружающую природную среду, а ущерб от неизбежных при этом непрерывных энергетических и материальных выбросов не превышает допустимого. 3. Принципы, методы и средства обеспечения безопасности. Принципы безопасности жизнедеятельности – это основные направления дея- тельности, элементарные составляющие процесса обеспечения безопасности. Теоретическое и познавательное значение принципов состоит в том, что с их по- мощью определяется уровень знаний об опасностях окружающего мира и, следовательно, формируются требования по проведению защитных мероприятий и методы их расчета. Принципы БЖД позволяют находить оптимальные решения защиты от опасностей на основе сравнительного анализа конкурирующих вариантов. Они отражают многообразие путей и методов обеспечения безопасности в системе «Человек-среда обитания», включающее как чисто организационные мероприятия, конкретные технические решения, так и обеспечение адекватного управления, гарантирующего устойчивость системы, а также некоторые методологические положения, обозначающие направление поиска решений. Принципы БЖД могут быть применены в различных сферах: технике, медицине, организации труда и отдыха. По сфере реализации, т.е. в зависимости от того где они применяются принципы БЖД могут быть подразделены на инженерно-технические, методические, медико-биологические. По признаку реализации, т.е. по тому как, каким образом они осуществляются принципы БЖД подразделяются на следующие группы: ориентирующие, т.е. дающие общее направление поисков решений в области безопасности; к ориентирующим принципам относятся, в частности, принцип системного подхода, профессионального отбора, принцип нормирования негативных воздействий и т.п. • управленческие; к ним относятся принцип контроля, принцип стимулирования деятельности, направленной на повышение безопасности, принципы ответственности, обратных связей и др. • организационные; среди этих принципов можно назвать так называемую защи-ту временем, когда регламентируется время, в течение которого допускается воздействие на человека негативных факторов, принцип рациональной организации труда, рациональных режимов работы, организация санитарно-защитных зон и др. технические; эта группа принципов подразумевает использование конкретных технических решений для повышения безопасности. На последней группе принципов следует остановиться как на особенно многочисленной и разнообразной. К техническим принципам относятся такие как: защита количеством (снижение количественных характеристик негативных воздействий, например, интенсивности шума), или так называемое снижение негативного фактора в источнике за счет проектирования более совершенных, экологичных технических устройств (автомобильные двигатели с низким содержанием вредных веществ в выхлопных газах, мониторы компьютеров, обладающие незначительными уровнями элек- тромагнитного излучения в окружающую среду и т.п.); защита расстоянием, использующая тот факт, что интенсивность ряда негативных воздействий убывает с расстоянием; защита с помощью ограждений; экранирование; блокировка; герметизация; принцип слабого звена (применение предохранителей, например, плавких предохранителей в электрической цепи, размыкающих цепь при возникновении аварийного режима, предохранительных клапанов, мембран, которые в опасной ситуации сбрасывают избыточное давление и т.п.). Принципы обеспечения безопасности необходимо рассматривать во взаимосвязи, т. е. как элементы, дополняющие друг друга. Некоторые принципы относятся к нескольким классам одновременно. Принципы обеспечения БЖД образуют систему, и в тоже время каждый принцип обладает относительной самостоятельностью. Методы обеспечения БЖД. Как известно, метод - это способ достижения цели. Здесь целью является обеспечение безопасности. Методы БЖД основаны на применении вышеперечисленных принципов. Пользуясь методами обеспечения БЖД мы можем согласовать взаимодействие характеристик человека с окружающей средой (будь то система "человек - производственная среда", "человек - бытовая среда" или "человек - природная среда"), т.е. достичь определенного уровня безопасности. Принято выделить четыре метода БЖД: А-метод: пространственное или временнóе разделение гомосферы и ноксосферы (дистанционное управление, механизация, автоматизация) Б-метод: нормализация ноксосферы, т.е. совершенствование среды, чаще производственной, приведение характеристик ноксосферы в соответствие с характеристика-ми человека. Б-метод реализуется в создании безопасной техники. В-метод: используется тогда, когда А- и Б-методы не дают желаемого резуль-тат и требуемого уровня безопасности. Он подразумевает адаптацию человека к ноксо-сфере (обучение, тренировка, профессиональный отбор). Г- метод: сочетает в себе вышеупомянутые методы и используется чаще всего. Средства обеспечения БЖД. Прежде всего, это конкретные средства защиты человека от различных опасностей. Средства защиты работающих в соответствии с ГОСТ 12.4.011-80 подразделяются по характеру их применения на средства коллективной защиты (СКЗ) и средства индивидуальной защиты (СИЗ). СКЗ классифицируется в зависимости опасных и вредных факторов (СКЗ от шума, вибрации и т.п.) СИЗ классифицируется в основном в зависимости от защищаемых видов органов (СИЗ органов дыхания, рук, головы, лица, глаз, слуха и т.д.) По техническому исполнению СКЗ могут быть разделены по следующим группам: ограждения; блокировочные устройства; тормозные устройства; предохранительные устройства; световая и звуковая сигнализация; приборы безопасности; знаки безопасности; устройства автоматического контроля; устройства дистанционного управления; заземление, зануление; вентиляция, отопление, кондиционирование. К СИЗ относятся скафандры, противогазы, респираторы, шлемы (пневмошлемы, противошумовые), маски, рукавицы из специальных материалов, защитные очки, предо- хранительные пояса.Средства безопасности должны обеспечивать нормальные условия для деятельности человека. Это требование должно быть в первую очередь учтено при создании СИЗ, поскольку многие СИЗ создают существенные неудобства и зачастую резко снижают работоспособность человека. Именно из-за этого от СИЗ часто отказываются в ущерб безопасности, а ведь они должны применяться в тех случаях, когда безопасность не достигается с помощью других средств (организационных, технических и др. решений применения СКЗ). Поэтому СИЗ обязательно должны оцениваться по защитным и функциональным показателям. К средствам БЖД следует также отнести так называемые приспособления для организации безопасности (например: лестницы, трапы, леса, подмостки, люльки и т.п.). 4.Понятие эргатической системы В соответствии с системной концепцией восприятия и изучения окружающего нас мира он весь состоит из совокупности взаимосвязанных объектов - систем, т.е. множеств закономерно связанных друг с другом элементов, представляющее собой определенное целостное образование. Неотъемлемые свойства системы - это, во-первых, наличие новых свойств, которые порождены совокупностью входящих в нее элементов и не присущи этим элементам в отдельности, и, во-вторых, способность, вследствие этого, к выполнению некоторых функций, действий или движений. Системы, связанные с деятельностью человека, мы называем искусственными. В данном случае нас интересует система, которую человек создает в самом процессе труда для получения общественно-необходимого продукта. Такая система называется эргатической системой (ЭС) (от греч. "эргон" - работа). В зависимости от характера продукта труда они могут быть производственными, информационными, транспортными и т.п. Если говорить о современном производстве, то здесь встречается и такой термин: "полиэргатическая", то есть современное производство, включая в себя различные ЭС, является полиэргатическим. Существенным обстоятельством является то, что современная эргатическая система - это человеко-машинная система. Для проектирования таких систем необходим учет человеческого фактора, то есть выделения аспектов, связанных с присутствием человека. Наука, комплексно изучающая человека в конкретных условиях его деятельности в условиях современного производства, как уже говорилось, называется эргономикой. Как наука и как метод исследования она изучает условия выполнения работы оператором. Ее целью является оптимизация орудий, условий и процесса труда, повышение безопасности и экологичности производства. Наибольшее развитие она получила в таких передовых в техническом отношении странах как США, ФРГ, Великобритания, Япония, Франция и др. Важнейшими задачами эргономики, то есть задачами, возникающими при рассмотрении ЭС "Человек-машина" являются оптимальное распределение функций между человеком и машиной и исследование рабочих нагрузок на человека. Схематичное представление современной эргатической системы показано на рисунке 1. Уровни организации эргатических систем. Уровни организации системы "человек- машина" могут быть различны. Возможны и различные схемы классификации уровней организации. Рассмотрим классификацию эргатических систем по вкладу машин и людей в систему. Первый уровень (нижний): здесь человек обеспечивает как энергетическую, так и управляющую функции системы. Классический пример - человек с лопатой. Второй уровень: человек осуществляет управляющую функцию, а энергетическая функция поручается машине. Один из примеров этого уровня организации системы - че- ловек, управляющий прессом. Это - уровень механизации. Третий уровень: машина обеспечивает энергетическую и информационную функ- ции, а человек - управляющую. Сюда входит любое производство, на котором люди поль- зуются средствами отображения и органами управления. Четвертый, высший уровень организации системы - это машина, обеспечивающая энергетическую, информационную и управляющую функции, тогда как человек только контролирует ее работу. Пример этого уровня - автоматизированные линии, управляемые компьютерами. Современные человеко-машинные системы состоят из аппаратных средств, программного обеспечения и персонала. Эти компоненты действуют совместно для выполнения некоторой функции или достижения цели. Выполнение задания зависит от большого числа переменных, характеризующих функции системы. Системные функции могут осуществляться как персоналом, так и аппаратно-программными компонентами системы, а часто - и тем и другим вместе. Требования к исполнению оператором функций зависят от степени автоматизации системы. На низком уровне автоматизации - уровне механизации - оператор непосредственно управляет оборудованием и контролирует параметры и результаты его работы с помощью предъявляемой сенсорной информации, непосредственного восприятия или сочетания того и другого. В индивидуальном производстве работа станочника достаточно многообразна, двигательные функции играют вспомогательную роль, основное - четкое программирование своей деятельности. В мелкосерийном производстве - возрастают монотонность, повышается скорость работы вследствие повторяемости операций. В крупносерийном - двигательная функция упрощается и начинает преобладать фактор монотонности. Программирующая (умственная) деятельность сводится к минимуму. В полуавтоматическом производстве человек выключается из процесса собственно обработки детали или изделия. Деятельность его заключается в выполнении простых операций по обслуживанию станка: включить двигатель, вставить деталь, вынуть готовую деталь. Этот труд не требует высокой квалификации, он бессодержателен и монотонен. При повышении уровня автоматизации машинный элемент системы во все большей степени управляет работой системы (например, поддерживает режимные параметры на должном уровне без вмешательства человека). На более высоком уровне он поддерживает адекватное соотношение между параметрами, а на еще более высоком - изменяет саму схему управления с целью оптимизации соотношений между параметрами в зависимости от условий и режима работы. С повышением уровня автоматизации характер деятельности оператора становится все в большей степени контролирующим по своей природе. Человек в эргатической системе проверяет, наблюдает, оценивает выполнение системных функций аппаратными и программными средствами, регулирует и координирует их работу как того требуют производительность и безопасность системы. Человеческий компонент в ЭС, таким образом, несет конечную ответственность за распознавание, интерпретацию, устранение или компенсацию недостатков, ошибок и неисправностей в работе оборудования. Поэтому в сообщениях об отказах систем часто встречаются термины "человеческая ошибка", или "экспертная ошибка". Здесь мы уже оказываемся в области, граничащей с более общими, философскими проблемами. Так, разумный подход к человеку как контролирующему звену системы заключается в том, чтобы обеспечить достаточно хорошую работу системы в течение длительного времени без вмешательства человека, так как обычно высокоорганизованная система работает лучше без его участия. Например, в аварии на АЭС "Тримайл-Айленд" в США в момент возникновения аварийной ситуации автоматические системы безопасности сработали, как и было предусмотрено, и включили аварийные насосы. Операторы же допустили ошибку и вручную отключили насосы. Цепь человеческих ошибок, наложенных на несовершенство технических систем, привела к Чернобыльской катастрофе. В этой связи при проектировании систем "человек-машина" высокого уровня суще- ствуют два противоположных подхода. Первый состоит в том, чтобы полностью исключить человека из системы. Если это невозможно, (например, при наличии требований закона о присутствии человека на АЭС), то роль человека должна быть минимальной. Этот подход уменьшает возможность человеческой ошибки и, тем самым повышает надежность системы. Кроме этого, замена людей машинами может понизить эксплуатационные расходы. Другой подход, наоборот, состоит в максимально возможном включении человека- оператора в систему даже ценой введения каких-либо дополнительных, кажущихся ненужными операций. Это может быть, например, считывание характеристик системы с экрана дисплея. Делается это для того, чтобы поддержать человека в рабочем состоянии, чтобы, в случае отказа машинной части системы, оператор мог быстро вмешаться и предотвратить неблагоприятные последствия. Таким образом, первый подход (минимальное вмешательство человека) предполагает, что человек-оператор так или иначе не будет способен решить проблему. Второй же подход делает ставку на то, что человек умен, способен к адаптации и часто может разрешить непредвиденные проблемы. Человек здесь, таким образом, рассматривается как эргатический резерв системы. Однозначно выбрать тот или иной подход, очевидно, невозможно. По-видимому, лучше минимизировать включение человека в систему, когда его вклад невелик. Действительно, если человек сознает, что в работе, которую он выполняет, нет необходимости, она становится неприятной ему, создает напряжение, вызывает утомление и стресс. Поэтому важнейшая задача при проектировании и создании ЭС - это обеспечение людей осмысленной, достойной человека работой. |