БЖД

Платонов Андрей, 6601 группа
4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Безопасность жизнедеятельности (БЖД) – это система знаний о
способах обеспечения безопасности человека в среде его обитания, а также о
деятельности направленной на обеспечение безопасности в перспективе, с
учетом влияния человека на среду [?]. Безопасность следует принимать как
комплексную систему мер по защите человека и среды его обитания от
опасностей, формируемых конкретной деятельностью. Чем сложнее вид
деятельности, тем более компактна система защиты.
В
рамках
дипломного
автоматизированная
система
проектирования
колоризации
была
разработана
полутоновых
изображений
(АСКПИ). Система позволяет значительно снизить трудоемкость работ,
выполняемых
научными
сотрудниками,
занимающихся
колоризацией
монохромных изображений. Одним из существенных плюсов АСКПИ
является ее небольшая цена, по сравнению с аналогами, и возможность
хранить используемые настройки колоризации и сегментации изображения.
До того, как начать разработку системы, было составлено техническое
задание в соответствии с ГОСТ 24.201-89 (требования к содержанию
документа «Техническое задание»).
Проектирование автоматизированной системы осуществлялось на
основе общих требований, предъявляемых к автоматизированным системам в
соответствии с ГОСТ 24.104-85 и ГОСТ 24.104-85 (автоматизированные
системы управления).
Большое внимание при разработке автоматизированной системы
уделялось процессу тестирования. Тестирование – процесс выполнения
программы с намерением найти ошибки в ее работе. Порядок и способы
тестирования описаны в нормативно-правовых документах: ГОСТ 34.603-92
и ГОСТ 28.195-89. В процессе дипломного проектирования выполнялось
тестирование АСКПИ и были предприняты меры по предотвращению
ошибок, которые могли бы возникнуть в процессе работы с ней.
Функциональный аспект качества пользовательского интерфейса
согласно
ISO
9241-10-1996
определяется
как
степень
соответствия
поставленной задаче. Обеспечение практичности интерфейса было проведено
в соответствии с ГОСТ Р ИСО/МЭК 9125-93 и постановкой задачи,
рассмотренной в разделе 1.2 дипломного проекта.
В разработанной системе был создан простой и удобный интерфейс для
пользователя, который облегчит работу сотрудников. Сложность интерфейса
влияет на психофизиологический фактор. Автоматизированная система
должна обеспечивать снижение трудоемкости пользователя, а не приносить
дополнительных неудобств. Интерфейс разработанной автоматизированной
системы описан в приложении А дипломного проекта. Тип интерфейса –
диалоговый в соответствии с ГОСТ ИСО/МЭК 12119-2000.
АСКПИ разработана согласно ГОСТ 34.201-89, ГОСТ 34.602.89. В
разработанной системе соблюдены требования СанПиН 2.2.2/2.4.2198-07[?]
по обеспечению минимальной нагрузки на зрительный орган.
Объектом
безопасности
жизнедеятельности
является
научный
сотрудник (раздел 1.3). Поэтому рассмотрим обеспечение его безопасности.
Для обеспечения безопасности пользователей автоматизированной
системы следует решить следующие задачи:
1) изучение
факторов
окружающей
среды,
которые
могут
отрицательно повлиять на здоровье человека, их ослабление, если
это возможно;
2) снижение
напряженности
трудового
процесса
пользователей
системы, облегчение их работы за счет автоматизации некоторых
процессов их деятельности.
От правильной оценки опасных, вредных производственных факторов
существенно зависит безопасность жизнедеятельности человека. Одинаковые
по тяжести изменения в организме человека могут быть вызваны различными
причинами. Это могут быть как факторы производственной среды,
чрезмерная физическая и умственная нагрузка, нервно-эмоциональное
напряжение, так и различное сочетание этих причин.
На рабочем месте научного сотрудника предусматриваются меры
защиты
от
возможного
воздействия
опасных
и
вредных
факторов
производства. Уровни этих факторов не должны превышать предельных
значений, оговоренных правовыми, техническими и санитарно-техническими
нормами СанПиН 2.2.2/2.4.2198-07 [13] и СНиП 23-05-95 с переизданием в
2003 году [?]. Данные нормы обязывают к созданию на рабочем месте
условий труда, при которых влияние опасных и вредных факторов на
работников либо устранено совсем, либо находится в допустимых пределах.
Условия труда определяют следующие факторы:
 нагрузки интеллектуального характера;
 сенсорные нагрузки
 эмоциональные нагрузки;
 монотонность нагрузок;
 режим труда.
В данном разделе дипломного проекта эти факторы будут рассмотрены
более подробно.
Напряженность трудового процесса оценивают в соответствии с
руководством Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов
рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий
труда».
4.1 Нагрузки интеллектуального характера
4.1.1 Содержание работы
Современное оборудование позволяет получать изображения высокого
качества
и
разрешения.
Цветопередача
получаемых
изображений
значительно выше, чем у изображений, получаемых с помощью старого
оборудование. Но зачастую информационная ценность старых изображений
выше, чем у новых. В связи с этим требуется преобразование старой
информации в новый формат.
Одной из проблем старых изображений является отсутствие цвета на
них. Ручная обработка изображений требует работы квалифицированных
работников
и
большие
затраты
времени.
Такой
класс
сложности
выполняемой деятельности можно отнести к классу 3.1.
В рамках дипломного проектирования была разработана система,
использующая современные алгоритмы работы с изображением и разработки
в
области
искусственного
интеллекта
позволяют
решить
задачу
автоматизированной колоризации (пункт 1.2 дипломного проекта). В
результате
применения
разработанной
системы
можно
значительно
сократить время напряженного труда за счет автоматизации процесса
колоризации отдельных областей изображения, что раньше выполнялось
пользователем. Система выполняет следующие основные функции:
 колоризирование полутонового изображения;
 обучение нейронных сетей на реальных изображениях;
 сохранение результирующего изображения в файл;
К задачам пользователя при работе с нейронной сетью следует
отнести:
 определение структуры нейронной сети, включающее задание
числа нейронов скрытого слоя и выбора функции активации;
 ведение справочников нейронных сетей, предназначенных для
колоризации изображений;
 выбор изображений, сети для колоризации и выполнение запуска
процесса;
 оценка результата работы нейронной сети.
В разработанной системе существует 2 класса пользователей: Эксперт и
пользователь. Эксперт должен обладать минимальным объемом знаний о
нейронных сетях, уметь правильно выбирать параметры обучения и
отслеживать сам процесс обучения. Пользователь системы пользуется
готовым решением – обученная нейронная сеть. Это означает, что
пользователя при работе с системой не интересует ни форма представления
данных, ни структура их хранения и работы.
Требования к квалификации человека, работающего с системой, ниже,
чем
к
работкам
ручной
обработки
изображений.
Таким
разработанную систему можно отнести ко 2 классу
образом,
по сложности
выполняемой деятельности.
Система адаптировала большую часть полезных свойств аналогов:
возможность выбора области колоризации, выбор шаблона колоризации. Но
в отличие от аналогов (смотреть раздел 1.3 главы 1 дипломного проекта),
система способна работать с несколькими изображениями одного класса
одновременно, систему можно обучать, в качестве шаблонов используются
обученные модели нейронной сети, что делает ее более расширяемой и
перспективной.
4.1.2 Восприятие сигналов (информации) и их оценка
При работе с системой пользователю предлагается работать с
небольшим количеством объектов: изображение и выбранные нейронные
сети. Эксперт системы работает со справочником нейронных сетей и
процессом
обучения
сети.
Разработанная
система
предоставляет
информативный интерфейс, для решения возникающих вопросов разработана
специальная справка. Пользователь может выполнить высокоинформативные
действия простейшим нажатием одной кнопки. Для вывода информации в
системе используются текстовые сообщения, диалоговые окна с выбором
решения. Наиболее важная информация представляется в форме графиков и
изображений.
От пользователя требуется восприятие информации с последующим
выбором действия и подтверждения своих действий, т.е. данная деятельность
относится к классу 2.
4.1.3 Распределение функций по степени сложности задания
Трудовая деятельность характеризуется распределением функций
между работниками. Чем больше функций наложено на работника, тем выше
напряженность труда этого работника.
Колоризация
изображения
включает
в
себя
сложные
задачи,
выполнение которых требует большое число расчетов и ресурсов. Важным
фактором является затрата временных ресурсов, которые требуются на
выполнение длительных операций. Поэтому необходимо автоматизировать
по возможности наибольшее количество шагов, необходимых на выполнение
колоризации.
Функции, возложенные на систему, перечислены в пункте 1.2 главы
дипломного проекта. Система предназначена для восстановления цвета
монотонного полутонового изображения с помощью обученной нейронной
сети, реализующей модель многослойного персептрона. К функциям системы
относятся действия, которые системы выполняет значительно быстрее, чем
это может сделать человек (см. пункт 1.1). Человек выполняет действия по
настройке системы и выбору изображения (см. пункт 1.1). В ходе работы
эксперта система автоматизирует функцию процесса обучения системы.
Система автоматизирует функцию восстановления цвета изображения при
работе пользователя. Это позволяет снизить степень сложности работы
пользователя до минимума.
Таким образом, с помощью разработанной системы автоматизируется
примерно 85% общей работы по колоризации (включая наиболее длительную
часть работы).
Контроль выполнения заданий и распределения заданий между
работниками не производится. Обработка, выполнение задания и его
проверка выполняется самим пользователем.
Эксперт должен вести справочник сетей и производить обучение
каждой из них. Учитывая, что обучение может занимать довольно
длительный промежуток времени, но при этом не требует участия человека,
класс напряженности можно оценить как 2.
4.1.4 Характер выполняемой работы
Работа с системой выполняется по индивидуальному плану без графика
и жестких ограничений времени, следовательно, класс напряженности по
данному критерию можно оценить как 1 (оптимальный).
4.2 Сенсорные нагрузки
4.2.1 Длительность сосредоточенного наблюдения
В
данной
системе
наблюдаемый
объект
может
меняться
как
самостоятельно (при обучении), так и от действий пользователя (изменение
параметров сети).
Пользователь выполняет ряд шаблонных задач, последовательность
которых каждый раз одна и та же. Поступающая информация должна
восприниматься
пользователем
сосредоточенного
наблюдения
пользователю,
предоставляется
следовательно,
длительность
в
понятной
небольшая.
в
форме,
Информация,
наглядной
форме
сосредоточенного
длительность
поступающая
(пункт
наблюдения
1.2),
должна
снижаться. Наиболее длительные операции предлагается выполнять эксперту
(см. пункт 1.1), что должно позволить выполнить их в более быстрые сроки.
Общее время работы с системой принимаем за 100%. Таким образом,
длительность сосредоточенного наблюдения у посетителя составляет до 15 %
(класс 1) (к 15% относится ввод параметров, выбор изображения и поиск
технических объектов).
4.2.2 Плотность сигналов за один час работы
В разработанной системе число поступающих сообщений минимальное.
Все сообщения связаны с оповещением пользователя к готовности результата
или
требованием
сигнализирующих
правильно
сигналов
ввести
информацию.
используются
В
диалоговые
качестве
окна
с
информирующими сообщениями. Все ошибки и проблемные ситуации,
которые могут быть обработаны без участия пользователя, не выводятся в
виде сигнализирующего сообщения, а обрабатываются, не оповещая
пользователя о возникшей проблеме. Класс напряженности можно оценить
как оптимальный (до 75 сигналов в час).
4.2.3 Число объектов одновременного наблюдения
Число
производственных
объектов
одновременного
наблюдения
указывает, что с увеличением числа этих объектов возрастает напряженность
труда. Эта характеристика труда предъявляет требования к объему внимания
и его распределению как способности одновременно сосредотачивать
внимание на нескольких объектах и действиях.
Одновременно пользователю может быть предоставлен только один
объект наблюдения. Система скрывает объекты, которые в данный момент не
участвуют в работе, чтобы пользователь системы сосредоточился на
выполняемой в данный момент работе.
Напряженность труда по этому
показателю можно отнести к 1 классу (до 5 объектов).
4.2.4
Размер
объекта
различения
при
деятельности
сосредоточенного внимания
Чем меньше размер рассматриваемого предмета (цифровой или
буквенной информации и т.п.) и чем продолжительнее время наблюдения,
тем выше нагрузка на зрительный анализатор. Соответственно возрастает
класс напряженности труда.
Пользователь системы по большей части работает с изображениями,
которые меняют свой размер автоматически при вводе в систему для более
удобного восприятия информации. Объект минимального различения –
названия элементов интерфейса с размером шрифта более 5 мм, при
расстоянии до объекта наблюдения до 0,5 м. В качестве основы размеров
объекта различения взяты категории зрительных работ из СанПиН
2.2.2/2.4.2198-07 «Гигиенические требования к персональным электронно-
вычислительным машинам и организации работы» и СНиП 23-05-95
«Естественное и искусственное освещение» за 2003 год.
При этом рассматривается лишь тот объект, который несет смысловую
информацию, необходимую для выполнения работы. У пользователя
системы минимально различимый объект это буква. Характер зрительной
работы средней точности.
Напряженность деятельности можно отнести к классу 2.
4.2.5
Работа
с
оптическими
приборами
при
длительности
сосредоточенного наблюдения
Необходимо учитывать то, что к оптическим приборам не относятся
различные устройства для отображения информации (дисплеи, сенсорные
мониторы) – в них оптика не используется. Поэтому время, которое работает
сотрудник с оптическими приборами, равно 0; а сам класс напряженности
такой работы соответствует классу 1.
4.2.6 Наблюдение за экраном монитора в часах
Пользователь системы проводит за экраном монитора небольшое
количество времени (до 3 часов в смену), требуемое для обработки и
сохранении изображения. Обработка изображения готовой сетью занимает
незначительный промежуток времени (менее получаса в течении смены).
Однако эксперт может проводить достаточное длительное время (до 5 часов
в смену), выбирая оптимальные параметры. Класс напряженности можно
отнести к классу 2.
4.2.7 Нагрузка на слуховой анализатор
Степень
напряжения
слухового
анализатора
определяется
по
зависимости разборчивости слов в процентах от соотношения между
уровнем интенсивности речи и «белого шума».
Система может быть установлена на любой компьютер. В связи с этим
работа с системой не требует нахождения пользователя в шумной
обстановке. Работа с системой не предполагает нахождение пользователя в
помещении с повышенным уровнем шума. Система пользователю никаких
звуковых сигналов не посылает. Таким образом, напряженность следует
отнести к 1 классу.
4.2.8 Нагрузка на голосовой аппарат
Степень
напряженности
голосового
аппарата
зависит
от
продолжительности речевых нагрузок. Перенапряжение голоса наблюдается
при длительной голосовой деятельности без отдыха. Работа ведется по
модели «человек – машина», что предполагает отсутствие нагрузки на
голосовой аппарат. Пользователь в процессе деятельности не ведет диалога с
системой (класс 1). Взаимодействие производится электронным способом.
4.3 Эмоциональные нагрузки
4.3.1 Степень ответственности за результат своей собственной
деятельности. Значимость ошибки
Указывает, в какой мере работник может влиять на результат
собственного труда при различных уровнях сложности осуществляемой
деятельности.
ответственности,
С
возрастанием
поскольку
сложности
ошибочные
повышается
действия
степень
приводят
к
дополнительным усилиям со стороны работника или целого коллектива, что
соответственно приводит к увеличению эмоционального напряжения.
До использования системы пользователь мог совершать ошибки,
связанные с длительной монотонной работой. При использовании системы
эти ошибки исключаются, так как время на обработку изображения
значительно ниже и выполнение производится автоматически. Ошибки при
работы системы могут быть связаны с работой эксперта.
Эксперт системы отвечает за все обученные сети. При этом во время
обучения эксперт видит ошибку обучения и может протестировать
обученную сеть. Система пытается свести значение ошибки к минимуму.
Пользователь системы использует работу эксперта системы. В случае
ошибки эксперта у пользователя будет произведена колоризация низкого
качества, но без потерь начальных данных. Таким образом, напряженность
по этому критерию можно отнести к 1 классу.
4.3.2 Степень риска для собственной жизни
Разрабатываемая система не несет прямой угрозы жизни пользователя
системы. Система работает независимо от других систем, не влияет на работу
предприятия или чего-либо еще (см пункт 1.3). Автоматизированная система
не предполагает использование на производстве, функционирует в офисном
помещении. Офисные помещения соответствуют санитарным правилам и
нормам
СанПиН
2.2.1/2.1.1.1278-03
«Гигиенические
требования
к
естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и
общественных зданий», СанПиН 2.2.4.1329-03 «Требования по защите
персонала от воздействия импульсных электромагнитных полей» и СанПиН
2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных
помещений» и СанПиН 2.2.2/.2.4.1340-03 при работе с персональным
компьютером. Таким образом, система функционирует в безопасной для
человека среде, т.е. степень риска для собственной жизни пользователя в
данной системе минимальна – класс 1.
4.3.3 Ответственность за безопасность других лиц
Разработанная система не предназначена для руководящего или
управляющего персонала. Класс напряженности по данному фактору будем
считать равным 1, т.к. прямую ответственность за безопасность других лиц
пользователь не имеет. В случае сбоя системы можно восстановить работу
перезапуском системы, что займет не более 1 минуты.
4.3.4 Количество конфликтных производственных ситуаций за
смену
Работа ведется по модели «человек – машина», следовательно,
пользователь в процессе деятельности имеет конфликты с машиной и сам с
собой. В системе так же может возникнуть конфликтная ситуация между
пользователем и экспертом системы в связи с несогласованностью действий.
Количество возникающих конфликтных ситуаций не должно превышать
одного за смену, так как единственной проблемой несогласованности может
быть недообученая или отсутствующая нейронная сеть. Данный показатель
напряженности имеет 2 класс, соответствующему 1-3 конфликтным
ситуациям.
4.4 Монотонность нагрузок
4.4.1 Число элементов, необходимых для реализации простого
задания или многократно повторяющихся операций
Необходимым
условием
отнесения
операций
или
действий
к
монотонным является не только их частая повторяемость и малое количество
приемов. Это может наблюдаться и при других работах, но и их однообразие
и, самое главное, их низкая информационная содержательность, когда
действия и операции производятся автоматически и практически не требуют
пристального внимания, переработки информации и принятия решений.
Этим можно сказать, что в ходе работы практически не задействуют
«интеллектуальные» функции. Во время работы системы эксперт выполняет
одну и ту же последовательность действий. Пользователь системы так же
выполняет шаблонную работу. Различая связаны с выбором различных
параметров и работой с различными изображениями. По этому показателю
система относится ко 2 классу напряженности.
4.4.2 Продолжительность выполнения простых заданий или
повторяющихся операций
Все системы-колоризаторы по этому показателю можно отнести ко 2
классу, так как продолжительности повторяющихся действий не превышает
60 секунд. К повторяющимся действиям относятся:
- ввод параметров сети (< 25 сек);
- задание параметров обучения (< 25 сек);
- запуск обучения с выбором типа отображения (< 10 сек).
4.4.3 Время активных действий
Наблюдаемый объект при работе эксперта по большей части не является
активным. Время активных действий пользователя примерно 15% (к этому
времени
относятся:
выбор
изображение
и
активация
выполнения
колоризации), поэтому монотонность нагрузок можно отнести к классу 1.
4.4.4 Монотонность производственной обстановки
Монотонность работ связана с пассивными действиями пользователя. В
системе большая часть работ автоматизирована, а пользователь ожидает
результатов обработки системы. Время пассивного ожидания составляет
примерно 85% (к этому времени относятся: обучение сети и выполнение
обработки изображения), поэтому монотонность по этому показателю
следует отнести к классу 2.
4.5 Режим работы
4.5.1 Фактическая продолжительность рабочего дня
Все параметры («Фактическая продолжительность рабочего дня»,
«Сменность работы», «Наличие регламентированных перерывов и их
продолжительность (без учета обеденного перерыва)») напряженности
режима работы этого класса можно отнести к классу 1, так как у системы
нету привязки к режиму рабочего дня – система ориентирована на обычного
пользователя.
4.5.2 Сменность работы
Определяется на основании внутрипроизводственных документов,
регламентирующих распорядок труда на данном предприятии, организации.
Деятельность научного сотрудника характеризуется регулярной сменностью
и продолжительностью работы, то есть отсутствуют ночные смены или
дополнительные
нагрузки,
требующие
значительного
увеличения
длительности смены рабочего дня.
4.5.3 Общая оценка напряженности трудового процесса
В случаях, если по какому-то показателю система не участвует в оценке,
то по этому показателю принимаем показатель равный 1. Протокол оценки
условий труда по показателям напряженности трудового процесса приведен в
таблице 1.
При оценке напряженности труда пользователя, работающего с
системой, были получены следующие данные: 13 показатель относятся к 1
классу и 10 показателя ко 2 классу.
Общая оценка напряженности труда администратора относится к
«оптимальному» классу 1.
Таблица 1 – Оценка условий труда по показателям напряженности трудового процесса
Класс условий труда
№
Показатели
1
2
3.1
3.2
3.3
0
0
0
1 Интеллектуальные нагрузки
1.1
Содержание работы
+
1.2
Восприятие сигналов и их оценка
+
1.3
Распределение функций по степени сложности задания
+
1.4
Характер выполняемой работы
+
2 Сенсорные нагрузки
2.1
Длительность сосредоточенного наблюдения
+
2.2
Плотность сигналов за 1 час работы
+
2.3
Число объектов одновременного наблюдения
+
2.4
Размер объекта при длительности сосредоточенного внимания
2.5
Работа с оптическими приборами при длительности сосред. внимания
2.6
Наблюдение за экраном видеотерминалов
2.7
Нагрузка на слуховой аппарат
+
2.8
Нагрузка на голосовой аппарат
+
+
+
+
3 Эмоциональные нагрузки
3.1
Степень ответственности за результат собственной деятельности
+
3.2
Степень риска для собственной жизни
+
3.3
Ответственность за безопасность других лиц
+
3.4
Количество конфликтных ситуаций производственных ситуаций
+
4 Монотонность нагрузок
4.1
Число элементов, необходимых для реализации простого задания или многократно
повторяющихся операций
4.2
Продолжительность простых заданий
+
4.3
Время активных действий
+
4.4
Монотонность производственной обстановки
+
+
5 Режим работы
5.1
Фактическая продолжительность рабочего дня
5.2
Сменность работы
5.3
Наличие регламентированных перерывов и их продолжительность
+
Количество показателей в каждом классе
13
Общая оценка напряженности труда
+
+
+
10