CC BY
2
А. О. Навакатикян, В. В. Кальниш, Т. Н. Григорьянц
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОЧИХ МЕСТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИДЕОТЕРМИНАЛОВ ЭВМ
Киевский НИИ гигиены труда и профзаболеваний
Электронно-вычислительная техника является важной частью большинства автоматизированных информационно-управляющих систем. Общий выпуск ее намечено увеличить за пятилетие в 2,3 раза. В ближайшем будущем в нашей стране 20 млн рабочих мест (РМ) будет оборудовано системами с видеотерминалами (ВДТ) — дисплеями [1]. Это выдвигает перед гигиенистами и физиологами труда задачи обеспечения благоприятных условий труда для человека в системе человек — ЭВМ.
Программным техническим средством включения человека в информационные процессы служат дисплеи. В зависимости от применяемых индикаторов дисплеи подразделяются на изготовленные с использованием электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), буквенно-цифровых индикаторов, матричных и твердотельных панелей. Наиболее широко распространены дисплеи на черно-белых и цветных ЭЛТ. Условия труда пользователя, работающего с дисплеем, определяются рядом факторов: а) характеристиками основных элементов РМ (пространственные параметры РМ и его элементы, которые должны соответствовать акато-мо-физиологическим данным контингента работающих; размещение элементов РМ относительно пользователя с учетом вида деятельности); б) условиями окружающей среды (освещение в помещении дисплейного зала и на РМ, микроклимат, .шум, специфические факторы, обусловленные особенностями средств отображения информации и т. д.); в) условиями информационного взаимодействия человека и ЭВМ.
Основные факторы, определяющие эффективность взаимодействия в системе человек — ЭВМ (схематически представлены на рисунке), целесообразно объединить в несколько групп: влияющие на человека (1—4), на дисплей и связанные с ним технические средства (1—2), определяющие взаимодействие человек — ЭВМ (5—10). Отражением такого взаимодействия являются различные показатели состояния и эффективности деятельности человека (6, 10) и ЭВМ (11— 12). Схема демонстрирует широкий междисциплинарный характер взаимосвязей, определяющих эффективность системы человек — ЭВМ, а также важную роль гигиенической науки в ее решении. _ !
В настоящее время единой классификации РМ, оснащенных ВДТ, пока нет, что приводит к различной трактовке проблем их организации. Некоторые исследователи проводят разграничение между вводом и диалоговыми режимами или между такими категориями, как «конторский ра-
ботник» и «специалист», работы в «режиме неподвижных глаз» и «режиме перемещения глаз» [11].
Одна из широко распространенных классификаций видов работ [25] основана на предпочтительном учете режима операций: ввода данных, сбора данных, диалогового режима, обработки текстов и программирования, автоматизированного проектирования и автоматизированного производства. Эти виды работ различаются (часто, но не всегда) по количеству вводимой информации, скорости, ритму работы, количеству перерывов, объекту преимущественного визуального внимания (экран, клавиатура, документ), необходимости принятия решений. В такой классификации основное внимание сосредоточено на содержании работы, однако она не включает оценки интенсивности работы.
Условиям труда при работе с ВДТ ЭВМ посвящены многочисленные исследования [14, 16, 18,26].
Основными элементами РМ, оснащенного дисплеем, являются рабочее кресло, рабочая поверхность, экран и клавиатура. Компоновка РМ широко варьирует в зависимости от вида выполняемой работы, комплексности технических средств. В литературе, посвященной оборудованию РМ дисплеями, приводится большое количество вариантов компонозки. При решении задач, требующих длительных записей, внесения поправок в документ, документ и экран могут размещаться на одной линии, а клавиатура смещается вправо, или экран и клавиатура остаются ка одной линии, а документ переносится вправо от клавиатуры. Конструкцией РМ должно быть обеспечено удобное положение работающего (как минимум выполнение ГОСТа 12.2.032—78) с учетом антропометрических характеристик [7, 10]. Несмотря на разногласия между исследователями в определении некоторых параметров, можно выделить общие рекомендации, в частности необходимость индивидуальной регулировки наиболее важных элементов РМ: высоты, угла наклона, компоновки и др. [22, 23].
Предложены математические модели пространственного взаимного расположения ВДТ и оператора, которые могут быть использованы для дизайна. Разработаны такие модели взаимосвязи рабочей позы, максимальной длительности ее поддержания и периодов восстановления при отдыхе; показано, что использование адекватной позы в период отдыха дает больший эффект, чем уменьшение нагрузки [18].
Светотехнические параметры дисплея, разме-
ры экрана и символов, цветовые параметры, скорость смены информации определяются особенностями и характеристиками зрительного восприятия. Требования к указанным параметрам обоснованы в отечественной и зарубежной литературе [4, 11, 14, 20]. При установлении оптимального яркостного режима восприятия информации с экрана дисплея необходимо учитывать уровень яркости, соотношение яркостей в поле зрения и уровень контраста. Оптимальной считается та яркость, при которой максимально проявляются контрастная чувствительность глаза, острота зрения и быстрота различения сигналов. Нижней комфортной границей уровня яркости светящихся сигналов можно считать 30—45 кд/м2, верхняя комфортная граница яркости определяется значением слепящей яркости.
При обратном контрасте яркостный контраст должен находиться в пределах 85—90 % с возможностью регулировки яркости знака, а при прямом контрасте — 75—80% с возможностью регулировки яркости фона экрана. Прямой контраст предпочтительнее обратного. Коэффициент контрастности символов на экране при их оптимальных размерах считается благоприятным в пределах 5—10 для обратного контраста и 8—12 для прямого. Оптимальное соотношение яркостей экрана дисплея, его ближайшего и дальнего окружения составляет 5:2:1, предельные величины 10:3:1 [13].
Размеры экрана и символы на нем выбираются с учетом требуемого объема предъявляемой информации, длительности работы с экраном. Основные ограничения на размеры связаны со стремлением обеспечить оптимальные углы обзора и оптимальную остроту зрения. Размер полезной площади экрана должен находиться в пределах 30°. Плоскость экрана должна быть расположена перпендикулярно к нормальной линии взора. Расстояние считывания информации с экрана может составлять 40 см и более, по последним данным — лучше 70—100 см, что обеспечивает малое напряжение конвергенции [18]. Для получения неразличности точек матрицы и линий растра необходимо расстояние между краями соседних точек менее Г. Для дисплеев на ЭЛТ оптимальный размер буквенно-цифровых знаков составляет 16—20', для сложных — 35—40'. Оптимальные соотношения параметров букв и цифр следующие: ширина знака 0,75 его высоты, толщина линий при обратном контрасте '/б—Ч&\ расстояние между знаками 0,25—0,5 высоты знака, между словами 0,75—1, между строками 0,5—1 высоты знака. Для того чтобы световые импульсы воспринимались как непрерывный сигнал, частота мельканий знака на экране должна быть больше критической частоты. Практически скорость регенерации для ЭЛТ при обратном контрасте может находиться в диапазоне 40—60 Гц. Имеются и другие параметры, влияющие на качество изображения на экране (дрожание, сдвиг,
Факторы, определяющие эффективность взаимодействия в системе человек — ВДТ ЭВМ.
/— физические факторы; 2 — химические, 3 — биологические. -1 — социальные; 5 — уровень подготовки пользователя; 6 — состояние здоровья, функциональное состояние пользователя; 7 — организация РМ; 8 — технические характеристики дисплея (качество изображения и др.); 9 — уровень информационной нагрузки: 10 — эффективность трудовоЯ деятельности; 71 — эффективность работы ЭВМ; 12 — техническое состояние ВДТ.
нелинейность и др.), но точные ограничения их еще не предложены [Л].
Требования к освещению для визуального восприятия оператором информации с двух разных носителей — экрана дисплея и бумажного документа — различаются. Низкий уровень освещенности ухудшает восприятие информации при чтении документов, а слишком высокий приводит к уменьшению контраста изображения знаков на экране. Когда по характеру работы требуется комбинация этих двух носителей информации, освещенность можно варьировать от 100 до 700 лк, причем чем реже смена полей зрения в ходе работы, тем более высоким может быть уровень освещенности.
Общая освещенность рекомендуется на уровне от 50 до 750 лк [11, 12, 18], оптимальной считается 300—500 лк [12]. При этом освещенность рабочего помещения, равную 200 лк, предпочитают 31 % операторов, 250—500 лк — 63%, более 500 лк — 6%- Установлена зависимость уровня освещенности от вида выполняемой работы: при вводе данных он составил в среднем 550 лк, при работе в диалоговом режиме — 430 лк, при других видах работ без использования ВДТ — 500— 800 лк [19]. Различные требования предъявляются к освещенности при использовании экранов с разной полярностью: с отрицательной в среднем 500 лк, с положительной 600—700 лк [17].
Применение экранов со светлым фоном (100 кд/м2) исключает необходимость проведения дорогостоящих мероприятий по экранированию освещения или использования специальных фильтров, при этом уменьшается степень световой переадаптации [18]. По данным других авторов, полярность изображения не имеет большого значения для работы оператора [14]. Возможно регулирование"яркости символов на экранах с негативной полярностью от 7 до 160 кд/м2 [12]. Операторы предпочитают уровни яркости символов на экранах, равные в среднем 27—31 кд/м2, к концу 2—2,5-часовой работы — 22 кд/м2 [14].
По данным исследований [12, 15, 19], кон-
траст ближайшего окружения на РМ варьирует от 1:1 до 1:28 (отрицательная полярность), колебания соотношений экран — первичный документ составляют от 1:8 до 1:25.
Одна из проблем при работах с ВДТ связана с блескостью. По данным анкетного опроса, эта проблема возникает на 80 % РМ с ВДТ. В одном из обследований 46 из 53 РМ имели потенциально дискомфортную блескость вследствие высоких уровней яркости — до 2100 кд/м2 — от окон и светильников [14]. При попадании в поле зрения оператора очень больших яркостей затрудняются процессы зрительной адаптации.
С целью создания оптимальных условий зрительной работы предлагается сочетание общего и местного освещения [20]. Для общего освещения рекомендуется использовать светильники с люминесцентными лампами и зеркальными экранирующими решетками и отражателями. Наиболее целесообразно устанавливать одноламповые люминесцентные светильники с широким или полушироким двухлучевым светораспределением, защитным углом 30°, имеющие ограниченную яркость (200 кд/м2) под углом 65°. Местное освещение рекомендуется обеспечивать вертикально расположенными светильниками (например, 2 симметрично расположенными светильниками на каждом РМ). В случаях, когда искусственный свет смешивается с естественным, следует использовать лампы, по спектральному составу наиболее близкие к солнечному свету.
Некоторые авторы [19] предлагают повысить комфортность условий работы с экраном путем понижения контраста, регуляции цвета изображения и уменьшения отражений. Последних можно избежать, контролируя их источники. Располагать РМ, оборудованное дисплеем, необходимо таким образом, чтобы в поле зрения оператора не попадали окна или осветительные приборы, которые не должны также находиться непосредственно за спиной опёратора. Желательно все блестящие детали осветительного оборудования, которые могут попасть в поле зрения, заменить на матовые. Среди мер борьбы с блескостью предлагается использование венецианских штор на окнах, фильтров на экранах, козырьков [20]. Однако применение фильтров может ухудшить качество изображения, поэтому наиболее рациональным следует считать устранение источников отражений.
ВДТ служит источником тепловыделений мощностью 400 Вт. Температура в помещениях, где имеются ВДТ, часто составляет 22—24 °С, относительная влажность — 30—40% [П. 14, 18, 19]. Две трети операторов продъявляют жалобы на сухость воздуха. Учитывая, что труд работающих с дисплеями в большинстве случаев является напряженным, оптимальными" для них следует считать температуру среды 17—19 °С, относительную влажность не более 75 % [8, 18]. Некоторые авторы предлагают уровни относительной влаж-
ности выше 60%, однако повышенная влажность может причинять ущерб зданиям и оборудованию. Большинство исследователей рекомендуют уровни относительной влажности 30 % и выше [14]. При ощутимом нагреве поверхностей (более 45 °С), с которыми контактирует человек, следует предусмотреть средства охлаждения или изоляцию их.
Поскольку все основные электронные блоки имеют встроенные вентиляторы для обеспечения стабильных температурных режимов их функционирования, необходимо уделить особое внимание путям отвода воздуха, чтобы исключить перегрев или сквозняки. Помещения, в которых используются дисплеи, рекомендуется оборудовать установками кондиционирования воздуха.
Уровни шума на РМ, оснащенных дисплеями, в основном ниже нормируемых ГОСТом 12.1.003—83. Однако некоторые операторы воспринимают шум как помеху в работе. Регулирование уровня шума рекомендуется проводить с учетом напряженности трудовой деятельности, поскольку оба фактора имеют сходство в механизмах действия на организм [5].
Так, при выполнении работ, требующих концентрации внимания (например, по выработке концепций, новых программ), уровни звука и эквивалентные уровни звука не должны превышать 40 дБ А, при выполнении операторской (однообразной) работы — 65 дБ А. Основные меры борьбы с шумом — устранение причин возникновения и ослабление его в самом источнике, использование средств звукопоглощения, рациональная планировка производственных помещений.
Показано [14, 18], что во время работы дисплей становится источником ионизирующего и неионизирующего излучения различного диапазона, электростатических полей. Как правило, интенсивность этих факторов значительно ниже предельно допустимых уровней, предусматриваемых стандартами западных стран и Советского Союза, что не дает основания ожидать их существенного влияния на функции организма и здоровье.
По мнению большинства специалистов, работа у дисплея не связана с вредным радиобиологическим воздействием. Допустимая мощность дозы рентгеновского излучения перед экраном на расстоянии 5 см от его поверхности равна 0,5 мР/ч и уменьшается пропорционально квадрату рас-• стояния от экрана [2]. Уровни облучения в ультрафиолетовой, инфракрасной и видимой областях спектра оказались в сотни раз ниже допустимых значений. На расстоянии 5 см от экрана интенсивность электромагнитного излучения составляет 28—64 В/м в зависимости от типа прибора. Эти значения снижаются до 0,3—2,4 В/м на расстоянии 30 см от экрана (минимальное расстояние от глаз оператора до плоскости экрана). Напряженность магнитного поля на расстоянии 5 см от экрана ЭЛТ составляет 0,7 А/м, а на рас-
стоянии 30 см уменьшается до 7-10-3 А/м [21]. Мягкое рентгеновское излучение, возникающее при напряжении анода 20—22 кВ, а также высокое напряжение на токоведущих участках схемы вызывают ионизацию воздуха. Ионы, осаждаясь на пылинках, могут попасть на кожу и в дыхательные пути. Для поддержания нормированных значений концентрации положительных и отрицательных ионов в помещениях с дисплеями следует установить кондиционеры и устройства ионизации воздуха. Рекомендуется ежедневно проводить влажную уборку и не реже 1 раза в смену удалять пыль с экранов. Существует связь между относительной влажностью и потенциалом тела: заряд тела уничтожается более быстро во влажных, чем в сухих, условиях [18]. Существует также обратная связь между электростатическим полем от ВДТ и относительной влажностью [14]. Таким образом, по единодушному мнению исследователей, интенсивность излучений от экрана ЗЛТ значительно ниже допустимых уровней; следовательно, условия труда в этом аспекте можно отнести к безопасным [24]. Однако пока не исключена возможность сочетанного воздействия излучений на человеческий организм, поэтому целесообразно принимать следующие меры предосторожности: ограничивать дневную продолжительность работы перед экраном, не размещать дисплеи концентрированно в рабочей зоне, выключать дисплей, если на нем не работают.
Эргономические аспекты взаимодействия человека и ЭВМ касаются не только проблем обеспечения техническими средствами, но и вопросов эргономического оформления программного обеспечения, связанного с содержанием трудовой деятельности на РМ.
Характерной особенностью трудового процесса с использованием дисплеев является большая информационная нагрузка, связанная с особенностями эксплуатации используемой операционной системы и конкретными прикладными задачами, которые решает пользователь [9]. Для некоторых видов работ за дисплеем присуще выраженное нервно-эмоциональное напряжение (например, при отладке программ), вызываемое переработкой большого объема информации, дефицитом времени, чувством высокой ответственности за принимаемое решение, необходимостью поддержания навязанного ритма интеллектуальной деятельности, возможностью появления ошибочных действий [3,6].
Задача оптимизации работы может быть решена с учетом перечисленных факторов, а также психологических и психофизиологических качеств человека при соблюдении баланса характеристик заданий, определяемых с использованием ЭВМ. Один из путей к такой оптимизации — разработка интеллектуальных интерфейсов, т. е. программных средств, выполняющих роль посредника между человеком и прикладными програм-
мами. Основной задачей интерфейсов является не просто передача информации пользователю, а ее интерпретация в рамках ситуации, целей и интересов пользователей различной квалификации.
Таким образом, для работы с ВДТ ЭВМ характерно одновременное влияние на оператора большого числа физических факторов малой интенсивности и значительной интеллектуальной нагрузки. Проблема оценки их сочетанного действия недостаточно изучена, и исследования в этом напразлении должны привлекать особое внимание гигиенистов и физиологов труда.
Литература
1 .Велихов Е. П. // Информатика — актуальное направление развития советской науки: Кибернетика: Становление информатики. — М., 1986.— С. 10—21.
2. Воздействие излучения на рабочих местах у дисплеев: Пер. с нем. из журн. «Друк унд Папнр» // Интерпресс, график. — 1984. — Т. 3. — С. 72—78.
3. Волкова И. М. II Психологические проблемы создания и использования ЭВМ. — М., 1985.— С. 66—68.
4. Всесоюзная конференция по проблемам эргономического и психологического проектирования среды человеческой деятельности. — Тбилиси, 1983.
5. Мармышева Л. Н„ Овакимов В. Г., Денисов Э. И., Суворов Г. А./I Гиг. труда. — 1980. — № 7. — С. 3—7.
6. Навакатикян А. О., Мартиросова В. Г., Кальниш В. В., Григорьянц Т. Н. // Психологические проблемы создания и использования ЭВМ. — М., 1985. — С. 103,
7. Строкина А. М. // Техническая эстетика. — 1982.— № 3. —С. 15—16.
8. Шлейман Ф. М., Захаренко М. И.. Лащу к А. А. // Гиг. и сан. — 1983. — № 7. — С. 9—11.
9. Шнейдерман Б. Психология программирования: Человеческие факторы в вычислительных и информационных системах. — М., 1984.
10. Эргономические принципы и рекомендации: Метод. руководство/Под ред. В. М. Мунилова. — М., 1983.
11. Bergqvist U. Ov./I Scand. J. Work. Environm. Hlth.—
1984, — Vol. 2, N 10, —P. 1—87.
12. Brauninger H., Grandjean E., Gierer R., Fellmann Т. // Ergonomics. — 1982. — Vol. 25. — P. 556—563.
13. Dainoff M. I. U Behavour inform. Technol. — 1982. — Vol. 1, — P. 141—176.
14. Ergonomics and Health in modern Offices / Ed E. Grand-jean.— London, 1984.
15. Grand jean E., Hunting W., Nishiyama K. // Appl. Ergo-nom. — 1984.— Vol. 15.— P. 99—104.
16. Gruñe S. Bildschirmarbeitsplätze: A bibliography.—München, 1985.
17.Haubner P.. Kokoschka S. Visual display units.— characteristics of performance. CIE 20-th Session 1983. — Commission on International Lightings, 1983.
18. International Scientific Conference on Work with Display Units: Proceedings. — Stockholm, 1986.
19. Knave B. G. et al.//Scand. J. Work. Environm. Hlth.—
1985, — Vol. 11. — P. 467—474.
20. Marriott M. D., Stuckly M. A. // J. occup. Med. —
1986, —Vol. 28. N 9. —P. 833—849.
21. Ruczynski M. II Bezpieczenstwo pracy. — Warszawa, 1985. — N 1, —P. 10—15.
22. Shute S. J. // Hum. Factors. — 1984. — Vol. 26. — P. 157—170.
23. Springer Tv J. U Appl. Ergonom. — 1982. — Vol. 13, N 3, —P. 211—212.
24. Stuchly .VI. A., Lecnyer D. W., Mann R. D.// Hlth Physics. — 1983, — Vol. 45.— P. 713—822.
25. Video Displays, Works and Vision. — Washington, 1983.
26. Visula display Terminals: a selected Bibliography: Canadian Centre for Occupational and Safety.—Toronto 1981.
Поступила 15.03.88
