人的生理因素

與

安全的關系

王

清2011.5安全人機工程的定義

安全人機工程是研究人機環境系統的安全本質，并使三者從安全的角度上達到最佳匹配，以確保系統高效、經濟運行的一門應用科學。安全人機工程的主要研究內容

主要研究人與機器的關系，包括4個方面：1、機械設備設施的不安全因素2、人的生理和心理特性3、人機界面中信息的安全傳遞4、分析、設計可靠性高的人機系統以人為本在人機系統中，人始終起著核心和主導作用，機器起著安全可靠的保證作用。解決安全問題的根本是實現生產過程的機械化和自動化，從根本上將人從危險作業環境中徹底解脫出來。人的特性——視覺

1、暗適應與明適應能力。人眼對光亮度變化的順應性，稱為適應。

暗適應是指人從光亮處進入黑暗處，開始時一切都看不見，需要經過一定時間以后才能逐漸看清被視物的輪廓。暗適應過渡時間較長，約需要30分鐘才能完全適應。（進入山洞地窖、晚上停電或熄燈休息）

明適應是指人從暗處進入亮處時，能夠看清視物的適應過程，這個過渡時間很短，約需1分鐘，明適應過程即趨于完成。人的特性——視覺受適應性限制，視力會出現短暫下降，次數頻繁后，會產生視覺疲勞，引起事故發生。因此在頻繁改變光亮度的場所，應采用緩和照明，避免光亮度急劇變化。（陽極組裝、帶箔、特別是機動車司機、特別是夏季、白天適當照明）2、眩光。當人的視野中有極強的亮度對比時，由光源直射或光滑表面反射出的刺激或耀眼的強烈光線，稱為眩光。人的特性——視覺眩光使人眼感到不舒服，可見度下降，并引起視力明顯下降，產生視覺后象、降低視網膜上的照度、減弱觀察物體與背景的對比度、視物模糊等，影響正常操作、作業。（晚上對面車燈、電焊弧光、照相時閃光燈、鋁液倒包、掉進窨井、追尾、物流車輛晚上工作、調整遠近光照到地面上）人的特性——視覺視覺后象人的特性——視覺3、視錯覺。人在觀察物體時，由于視網膜受到光線刺激，光線不僅使神經系統產生反應，而且會在橫向產生擴大范圍的影響，使得視覺印象與物體的實際大小、形狀存在差異，這種現象稱為視錯覺。

視錯覺普遍存在。主要有形狀錯覺（長短、方向、對比、大小、遠近、透視等）、色彩錯覺（對比、大小、溫度、距離、疲勞）、物體運動錯覺。（看熒光燈、同一物體在紅光下看要比在藍光下看大一些）人的特性——視覺——形狀錯覺（1）人的特性——視覺——形狀錯覺（2）人的特性——視覺——運動錯覺

人的特性——視覺

4、光對視覺的損傷。眼睛能承受的可見光的最大亮度值約為106cd/㎡。越過此值，人眼視網膜就會受到損傷。比如電焊作業時的弧光，超過人眼能承受的光亮度10000倍。直視高亮度光源，會引起黃斑燒傷。

低照度的光環境，會引起各種眼的折光缺陷或提早形成老花。人的特性——視覺

5、視覺的運動規律。人們在觀察物體時，視線的移動對看清和看準物體有一定的規律。

（1）眼睛的水平運動比垂直運動快。先看到水平方向上的東西，后看到垂直方向上的東西。一般機器的外形常設計成橫向長方形。

（2）視線運動的順序習慣于從左到右，從上到下，順時針進行。

（3）對物體尺寸和比例的估計，水平方向比垂直方向準確、迅速，且不易疲勞。人的特性——視覺

（4）當眼睛偏離視中心時，在偏離距離相同的情況下，觀察率優先的順序是左上、右上、左下、右下。

（5）在視線突然轉移的過程中，約有3％的視覺能看清目標，其余97％的視覺都是不真實的。

（6）對于運動的目標，只有當角速度大于1’/s～2’/s時，且雙眼焦點同時集中在同一個目標上，才能鑒別出其運動狀態。

（7）人眼看一個目標要得到視覺印象，最短的注視時間為0.07～0.3秒，這與照明的亮度有關。人眼視覺的暫停時間平均需要0.17秒。人的特性——聽覺

1、聽覺絕對閾限——人的聽覺系統感受到最弱聲音和痛覺聲音的強度。閾限以外的聲音，人耳感受性降低，以致不能產生聽覺。聲波刺激作用的時間對聽覺閾值有重要影響，一般識別聲音所需要的最短持續時間為20~50ms。2、聽覺的辨別閾限——聽覺系統能分辨出兩個聲音的最小差異。人耳能區分不同頻率和不同強度聲音的能力，對頻率的感覺最靈敏，能感覺出頻率微小的變化，而對強度的感覺次之。人的特性——聽覺

3、辨別聲音的方向和距離。正常情況下，人的兩耳聽力是一致的。根據聲音到達兩耳的強度和時間先后之差可以判斷聲源的方向。聲源與兩耳間的距離每相差1cm，傳播時間就相差0.029ms這個時間差足以判斷出聲源的方位。另外，由于頭部的屏蔽作用及距離之差會使兩耳感受到聲強的差別，同樣可以判斷聲源的方位。在危險情況下，除了聽到警戒聲之外，如能識別出聲源的方向，往往會避免事故的發生。

人的特性——聽覺

判斷聲源距離，主要依靠聲壓和主觀經驗。一般在自由空間，距離每增加一倍，聲壓級將減少6db。4、聽覺的掩蔽——一個聲音被其它聲音干擾而聽覺發生困難，只有提高該聲音的強度才能產生聽覺。當幾種聲強不同的聲音傳到人耳時，只能聽到最強的聲音，而較弱的聲音就聽不到了，即弱聲被掩蓋了。被掩蔽聲音的聽閾提高的現象，稱為掩蔽效應。人的特性——聽覺

掩蔽聲越接近被掩蔽聲時，掩蔽作用就越大，且后掩蔽（指掩蔽聲在被掩蔽聲之后）比前掩蔽（掩蔽聲在被掩蔽聲之前）效應更明顯。單耳聽覺的掩蔽效應大于雙耳聽覺的掩蔽效應。如會場內、課堂上的竊竊私語由于與講話者頻譜一致會對聽眾產生很大的干擾。人的特性——感覺反應

反應時間——人從機器或外界獲得信息，經過大腦加工分析發出指令到運動器官開始執行動作所需的時間。包括從感覺反應時間到開始動作所用時間的總和。

人對刺激的反應速度是有限的，一般條件下，反應時間約為0.1~0.5秒，對于復雜的選擇性反應時間達1~3秒，要進行復雜判斷和認識的反應時間平均達3~5秒。人的特性——感覺反應

比如手指敲擊速度為1.5~5次/秒，最大可達5~14次/秒。由于人的神經傳遞速度一般有半秒左右的不應期，所以需要感覺指導的間斷操作的間隙期一般應大于半秒。總之，應使操縱機器的速度低于人的反應速度。

操作反應速度與許多因素有關，例如，人手作水平135°或315°方向的運動，速度最快，且手抖次數最少；而其它方向的動作速度就稍慢。人的特性——感覺反應

右手向前運動推東西的速度，比從右向左的運動速度要快，而從左向右的運動速度則更慢。

提高反應速度，減少反應時間。（1）合理地選擇感知類型。聽覺和知覺反應時間最短，約0.1~0.2秒，其次是觸覺和視覺。選擇反應時間短的感覺通道控制和調節機器。（2）適應人的生理心理要求。（3）操作技術的熟練程度直接影響反應速度，通過訓練來提高。人的特性——大腦的覺醒水平

大腦的覺醒水平分為5個等級，Ⅲ級覺醒水平是最佳覺醒狀態，工作能力最強，但這種狀態只能維持15min左右。在超常態（Ⅳ）下，由于精神過度緊張，失誤率也會明顯增高。人的特性——大腦的覺醒水平

2023/10/9人的特性——人體生物節律人體存在著一個以23天為周期的體力盛衰和以28天為周期的情緒波動規律，以33天為周期的智力波。20世紀初，德國內科醫生弗里斯和奧地利心理學家斯瓦波達通過長期的臨床觀察，發現了人的情緒和體力的周期變化，情緒的變化周期是28天，體力的周期變化是23天。20年之后，奧地利因斯布魯大學的泰爾其爾教授在研究了數百名大中學生后發現人的智力變化周期是33天。2023/10/9人的特性——人體生物節律2023/10/9人的特性——人體生物節律

正半周期：高潮期，心情舒暢，精力充沛，工作成功率高。

負半周期：低潮期，心情不佳，容易疲勞、健忘，工作成績低。

正弦曲線與橫軸交點稱為“臨界點”，兩個臨界點重疊稱雙臨界點，3個臨界點重疊稱3臨界點，臨界點前后各一天稱臨界期，臨界期也包括3個周期在負半周的重疊日期。在臨界點或臨界期，體力、情緒和智力極不穩定，最易發生事故。2023/10/9人的特性——人體生物節律

生物節律影響著人的行為，尤其影響著人們在生產中的安全。人在臨界點的日子體力下降，情緒波動，精神恍惚，行為波動大。臨界點重疊越多，危險性越大，較易出現操作失誤，導致事故發生。2023/10/9人的特性——人體生物節律

X=365A±B+C

式中，X—被測算人自出生日起到測算日的總天數； A—被測算人自出生日起到測算年份的周歲數； B—本年份到預測日的總天數，如未到生日用“—”，已過生日則用“＋” C—周歲中的“閏年”次數，即C=A/4所得的整數。2023/10/9人的特性——人體生物節律

例如，某人生于1985年10月16日，計算2009年12月20日的人體生物節律中的總天數，X=365×A±B＋C A=2009-1985=24， B=15+30+20=65，式中15天是指1985年10月16日到2009年10月16為該人的周歲，而10月17日到這個月底還余15天，30天是指11月整月做余數的天數，20天是是指12月16日到被測日余數的天數2023/10/9人的特性——人體生物節律

C=24/4=6 所以X=365×24+65+6=8831。 2.2將求出的X值去分別除以23、28、33。 ①體力（T）周期：8831÷23=383余22天， ②情緒（Q）周期：8831÷28=215余11天，③智力（Z）周期：8831÷33=267余20天。將除后的余數再對照下表所列人體三大生物節律所處的時期對照表，確定人的體力、情趣、智力所處的時期。2023/10/9人的特性——人體生物節律人體三大生物節律所處的時期對照表2023/10/9人體三大節律組合狀態表2023/10/9人的特性——人體生物節律案例一2008.7.29熱電廠東魯某車輛傷害死亡2023/10/9人的特性——人體生物節律案例二2008.12.9鑄錠車間任某起重傷害死亡 “12.9”事故現場模擬2023/10/9人的特性——人體生物節律2023/10/9人的特性——人體生物節律案例三2010.5.16陽極組裝王某起重傷害左膝粉碎骨折2023/10/9人的特性——人體生物節律案例四2010.6.12電解二李某起重傷害左食指兩節截肢2023/10/9人的特性——人體生物節律案例五2010.11.15電解二薛某起重傷害死亡 “11.15”事故現場模擬2023/10/9人的特性——人體生物節律薛某節律曲線2023/10/9人的特性——人體生物節律

嘉某節律曲線2023