人的生理因素与安全的关系(课件-王清)-PPT幻灯片

安全人机工程的定义

安全人机工程是研究人机环境系统的安全本质，并使三者从安全的角度上达到最佳匹配，以确保系统高效、经济运行的一门应用科学。安全人机工程的主要研究内容

主要研究人与机器的关系，包括4个方面：1、机械设备设施的不安全因素2、人的生理和心理特性3、人机界面中信息的安全传递4、分析、设计可靠性高的人机系统以人为本在人机系统中，人始终起着核心和主导作用，机器起着安全可靠的保证作用。解决安全问题的根本是实现生产过程的机械化和自动化，从根本上将人从危险作业环境中彻底解脱出来。人的特性——视觉眩光使人眼感到不舒服，可见度下降，并引起视力明显下降，产生视觉后象、降低视网膜上的照度、减弱观察物体与背景的对比度、视物模糊等，影响正常操作、作业。（晚上对面车灯、电焊弧光、照相时闪光灯、铝液倒包、掉进窨井、追尾、物流车辆晚上工作、调整远近光照到地面上）人的特性——视觉视觉后象人的特性——视觉3、视错觉。人在观察物体时，由于视网膜受到光线刺激，光线不仅使神经系统产生反应，而且会在横向产生扩大范围的影响，使得视觉印象与物体的实际大小、形状存在差异，这种现象称为视错觉。

视错觉普遍存在。主要有形状错觉（长短、方向、对比、大小、远近、透视等）、色彩错觉（对比、大小、温度、距离、疲劳）、物体运动错觉。（看荧光灯、同一物体在红光下看要比在蓝光下看大一些）人的特性——视觉——形状错觉（1）人的特性——视觉——形状错觉（2）人的特性——视觉——运动错觉

人的特性——视觉

4、光对视觉的损伤。眼睛能承受的可见光的最大亮度值约为106cd/㎡。越过此值，人眼视网膜就会受到损伤。比如电焊作业时的弧光，超过人眼能承受的光亮度10000倍。直视高亮度光源，会引起黄斑烧伤。

低照度的光环境，会引起各种眼的折光缺陷或提早形成老花。人的特性——视觉

5、视觉的运动规律。人们在观察物体时，视线的移动对看清和看准物体有一定的规律。

（1）眼睛的水平运动比垂直运动快。先看到水平方向上的东西，后看到垂直方向上的东西。一般机器的外形常设计成横向长方形。

（2）视线运动的顺序习惯于从左到右，从上到下，顺时针进行。

（3）对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、迅速，且不易疲劳。人的特性——视觉

（4）当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，观察率优先的顺序是左上、右上、左下、右下。

（5）在视线突然转移的过程中，约有3％的视觉能看清目标，其余97％的视觉都是不真实的。

（6）对于运动的目标，只有当角速度大于1’/s～2’/s时，且双眼焦点同时集中在同一个目标上，才能鉴别出其运动状态。

（7）人眼看一个目标要得到视觉印象，最短的注视时间为0.07～0.3秒，这与照明的亮度有关。人眼视觉的暂停时间平均需要0.17秒。人的特性——听觉

1、听觉绝对阈限——人的听觉系统感受到最弱声音和痛觉声音的强度。阈限以外的声音，人耳感受性降低，以致不能产生听觉。声波刺激作用的时间对听觉阈值有重要影响，一般识别声音所需要的最短持续时间为20~50ms。2、听觉的辨别阈限——听觉系统能分辨出两个声音的最小差异。人耳能区分不同频率和不同强度声音的能力，对频率的感觉最灵敏，能感觉出频率微小的变化，而对强度的感觉次之。人的特性——听觉

3、辨别声音的方向和距离。正常情况下，人的两耳听力是一致的。根据声音到达两耳的强度和时间先后之差可以判断声源的方向。声源与两耳间的距离每相差1cm，传播时间就相差0.029ms这个时间差足以判断出声源的方位。另外，由于头部的屏蔽作用及距离之差会使两耳感受到声强的差别，同样可以判断声源的方位。在危险情况下，除了听到警戒声之外，如能识别出声源的方向，往往会避免事故的发生。

人的特性——听觉

判断声源距离，主要依靠声压和主观经验。一般在自由空间，距离每增加一倍，声压级将减少6db。4、听觉的掩蔽——一个声音被其它声音干扰而听觉发生困难，只有提高该声音的强度才能产生听觉。当几种声强不同的声音传到人耳时，只能听到最强的声音，而较弱的声音就听不到了，即弱声被掩盖了。被掩蔽声音的听阈提高的现象，称为掩蔽效应。人的特性——听觉

掩蔽声越接近被掩蔽声时，掩蔽作用就越大，且后掩蔽（指掩蔽声在被掩蔽声之后）比前掩蔽（掩蔽声在被掩蔽声之前）效应更明显。单耳听觉的掩蔽效应大于双耳听觉的掩蔽效应。如会场内、课堂上的窃窃私语由于与讲话者频谱一致会对听众产生很大的干扰。人的特性——感觉反应

反应时间——人从机器或外界获得信息，经过大脑加工分析发出指令到运动器官开始执行动作所需的时间。包括从感觉反应时间到开始动作所用时间的总和。

人对刺激的反应速度是有限的，一般条件下，反应时间约为0.1~0.5秒，对于复杂的选择性反应时间达1~3秒，要进行复杂判断和认识的反应时间平均达3~5秒。人的特性——感觉反应

比如手指敲击速度为1.5~5次/秒，最大可达5~14次/秒。由于人的神经传递速度一般有半秒左右的不应期，所以需要感觉指导的间断操作的间隙期一般应大于半秒。总之，应使操纵机器的速度低于人的反应速度。

操作反应速度与许多因素有关，例如，人手作水平135°或315°方向的运动，速度最快，且手抖次数最少；而其它方向的动作速度就稍慢。人的特性——感觉反应

右手向前运动推东西的速度，比从右向左的运动速度要快，而从左向右的运动速度则更慢。

提高反应速度，减少反应时间。（1）合理地选择感知类型。听觉和知觉反应时间最短，约0.1~0.2秒，其次是触觉和视觉。选择反应时间短的感觉通道控制和调节机器。（2）适应人的生理心理要求。（3）操作技术的熟练程度直接影响反应速度，通过训练来提高。人的特性——大脑的觉醒水平

大脑的觉醒水平分为5个等级，Ⅲ级觉醒水平是最佳觉醒状态，工作能力最强，但这种状态只能维持15min左右。在超常态（Ⅳ）下，由于精神过度紧张，失误率也会明显增高。人的特性——大脑的觉醒水平

2022/10/30人的特性——人体生物节律人体存在着一个以23天为周期的体力盛衰和以28天为周期的情绪波动规律，以33天为周期的智力波。20世纪初，德国内科医生弗里斯和奥地利心理学家斯瓦波达通过长期的临床观察，发现了人的情绪和体力的周期变化，情绪的变化周期是28天，体力的周期变化是23天。20年之后，奥地利因斯布鲁大学的泰尔其尔教授在研究了数百名大中学生后发现人的智力变化周期是33天。2022/10/30人的特性——人体生物节律2022/10/30人的特性——人体生物节律

正半周期：高潮期，心情舒畅，精力充沛，工作成功率高。

负半周期：低潮期，心情不佳，容易疲劳、健忘，工作成绩低。

正弦曲线与横轴交点称为“临界点”，两个临界点重叠称双临界点，3个临界点重叠称3临界点，临界点前后各一天称临界期，临界期也包括3个周期在负半周的重叠日期。在临界点或临界期，体力、情绪和智力极不稳定，最易发生事故。2022/10/30人的特性——人体生物节律

生物节律影响着人的行为，尤其影响着人们在生产中的安全。人在临界点的日子体力下降，情绪波动，精神恍惚，行为波动大。临界点重叠越多，危险性越大，较易出现操作失误，导致事故发生。2022/10/30人的特性——人体生物节律

X=365A±B+C

式中，X—被测算人自出生日起到测算日的总天数； A—被测算人自出生日起到测算年份的周岁数； B—本年份到预测日的总天数，如未到生日用“—”，已过生日则用“＋” C—周岁中的“闰年”次数，即C=A/4所得的整数。2022/10/30人的特性——人体生物节律

例如，某人生于1985年10月16日，计算2009年12月20日的人体生物节律中的总天数，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为该人的周岁，而10月17日到这个月底还余15天，30天是指11月整月做余数的天数，20天是是指12月16日到被测日余数的天数2022/10/30人的特性——人体生物节律

C=24/4=6 所以X=365×24+65+6=8831。 2.2将求出的X值去分别除以23、28、33。 ①体力（T）周期：8831÷23=383余22天， ②情绪（Q）周期：8831÷28=215余11天，③智力（Z）周期：8831÷33=267余20天。将除后的余数再对照下表所列人体三大生物节律所处的时期对照表，确定人的体力、情趣、智力所处的时期。2022/10/30人的特性——人体生物节律人体三大生物节律所处的时期对照表2022/10/30人体三大节律组合状态表2022/10/30人的特性——人体生物节律案例一2008.7.29热电厂东鲁某车辆伤害死亡2022/10/30人的特性——人体生物节律案例二2008.12.9铸锭车间任某起重伤害死亡 “12.9”事故现场模拟2022/10/30人的特性——人体生物节律2022/10/30人的特性——人体生物节律案例三2010.5.16阳极组装王某起重伤害左膝粉碎骨折2022/10/30人的特性——人体生物节律案例四2010.6.12电解二李某起重伤害左食指两节截肢2022/10/30人的特性——人体生物节律案例五2010.11.15电解二薛某起重伤害死亡 “11.15”事故现场模拟2022/10/30人的特性——人体生物节律薛某节律曲线2022/10/30人的特性——人体生物节律

嘉某节律曲线2022/10/30人的特性——人体生物节律

任某节律曲线2022/10/30人的特性——人体生物节律

人体生物三节律的启示：在一个人的70年生命范围内，智力与情绪同时处于临界期大约有55天;情绪与体力同时处于临界期大约有80天;智力与体力同时处于临界期大约共有70天。临界日又叫危险日，是研究人体生物节律中最关键的日子。虽然三种节律临界日只占总时间的20％，却发生60％的交通事故，70％的工伤和航空飞行事故。临界日前后的各一天被称为近临界日，死亡于临界日和近临界日的病例在80％以上。2022/10/30人的特性——人体生物节律

从苏联大百科全书上按字母顺序取出315位出生逝世均有明确记载的历史人物，计算他们逝世日期处于生物节律的何种位置上，结果发现，137人死于单临界日，139人死于双重临界日和三重临界日，只有39人死于非临界日。临界日和双重三重临界日死亡率是普通日死亡率的7倍！2022/10/30人的特性——人体生物节律

在人——车——路这个系统中，由于人的因素所引发的道路交通事故数占97％左右，其中约有93％是由驾驶人的原因造成的。但并非临界日都不好。有英雄行为的人，占88％的英雄行为是发生在当事人的情绪节律临界日。英雄行为需要一个人不顾一切地去冒险，将自己的生命置于真正的危险之中。英雄行为实际上是非常规行为模式，冲动是最有效的激发。2022/10/30人的特性——人体生物节律

生物节律在国外的应用： 1、日本沃米铁路公司查阅了1963年至1968年间所发生的331起事故，发现其中59％的事故是发生在司机的“临界期”，1969年，该公司开始实行生物节奏计划，使全年的事故一下子减少了50％。 2、莫期科车辆管理所对交通事故作了一个统计，凡是运用生物节奏理论来指导司机的出勤，就可以减少车祸。莫斯科出租汽车公司为所有的司机绘制了曲线图表，每当司机处于“低潮期”时，就发给他们红色的行车证，以提醒他们倍加小心。当司机处于“临界期”，就根本不让出车。2022/10/30人的特性——人体生物节律

3、体育界一些人士应用生物节奏理论，对东京和墨西哥奥运会的200名运动员进行分析，其中约有87％的运动员在“高潮期”时获得了优良的成绩。 4、在瑞士洛迦诺城里的弗兰芝·威尔林博士的诊所，除急诊外，手术的安排都是严格按照病人和医生的生物节奏决定的。一般在病人的“临界期”不安排手术，同样，决无一个医生在他的“临界期”时去替病人开刀。连续数年的病史表明，威尔林博士的诊所手术后的并发症的发生率减少了30％以上。2022/10/30人的特性——人体生物节律

生物节律在国内应用： 1、辽宁本溪数万名汽车司机每天随身带一个“人体生物节律提示卡”。 2、广州铁路局怀化分局将'人体生物节奏理论'用于安全生产，事故大幅度下降。3、安徽省马鞍山钢铁公司姑山铁矿，从1983年4月至1984年3月，在不到一年的时间里发生四次重大死亡事故。1984年3月后，他们把生物钟理论运用到生产管理上，自1986年以来事故为0。2022/10/30人的特性——人体生物节律

4、辽宁铁法大明煤矿运用人体生物节律原理对员工进行生物节律测试，找出员工每月中的低潮日期进行温馨提示，在班前会向员工公布“双重临界日”和“三重临界日”人员名单，依据测评结果合理安排员工劳动任务，在“双重临界日”尽量避开危险性高的工作。同时，对处于“双重临界日”员工，联保的工友应按要求相互提醒注意安全。“三重临界日”安排休班，预防事故发生。2022/10/30人的特性——人体生物节律

借鉴:1、让每一位员工了解人体生物节律及其对安全生产的重要意义。 2、每个月绘制每一位员工的生物节律表和曲线，标明危险日期，作为提示或警示。 3、领导据此给员工安排工作，员工据此谨慎作业。（班前会提醒、作业人员的搭配、调整工作内容、谈心、轮休；危险期避免单独作业）2022/10/30人的特性——人体生物力学参数

肢体力的范围与用力的时间长短、年龄大小和姿势有关。一般青年人右手的平均瞬时最大握力为56.7公斤，左手为43公斤，保持1分钟的右手平均握力为28.1公斤，左手为24.9公斤。右手比左手肌力约强1公斤；女性的肌力较男性约低20%--35%。 男子60岁时的肌肉力量只有年轻时的60%，而女子还能达到90%。2022/10/30人的特性——人体生物力学参数

拉力一般大于握力，手臂伸展情况下，男子平均拉力为70.3公斤，女子平均为38.6公斤。提力一般比拉力小，在两臂水平前伸，手掌向下提物时，平均体力为21.8公斤；但如手掌向上，则提力可增大到27.2公斤；若躬身、手臂下垂由下而上提物，提力可达到133.8公斤。2022/10/30人的特性——人体生物力学参数

足力：人在坐姿条件下，右腿最大蹬力为262公斤，左腿为241公斤。当膝部弯曲约160°时，腿的蹬力最大。 掌握人体肌肉力量方面的知识，对场所设置、设备操作等安全因素的确定有很大的指导作用。如选择操纵力最大、必须的最小空间、是否符合人习惯的方向和位置等。2022/10/30人的特性——疲劳

疲劳分为肌肉疲劳（体力疲劳）和精神疲劳（脑力疲劳）两种。肌肉疲劳是过度紧张的肌肉局部出现酸痛现象，一般只涉及大脑皮层的局部区域。精神疲劳则与中枢神经活动有关，它是一种弥散的、不愿再作任何活动和懒惰的感觉，意味着集体迫切需要休息。 疲劳的表现：随着疲劳的增长，人的多余动作增多，动作速度变慢，动作幅度减小，动作准确程度降低，精神集中程度差，思维能力降低，肌肉力量下降。2022/10/30人的特性——人体生物力学参数

产生疲劳的原因：超负荷激烈动作、长时间体力或脑力劳动、作业环境不良、工作单调乏味、精神不佳、机体状况不良、长期劳逸不当，营养不良等因素都容易使人疲劳或过早出现疲劳。（单一姿势、鼠标手、电脑肘、颈肩腰坐骨痛） 消除疲劳的途径：设备设施的操作充分考虑人机工程学原理，改善工作环境，合理的温度湿度，充足的光照，保持空气清新流通，避免超负荷劳动，合理安排作息时间劳逸结合，科学安排环境色彩、装饰及作业场所布局等。职业卫生--生产性粉尘生产性粉尘是指在生产过程中形成的，能长时间漂浮在空气中的固体颗粒，其粒径多在0.1~10μm。生产性粉尘分为无机粉尘、有机粉尘（烟草、棉麻）、混合性粉尘。我公司的粉尘作业环境：下料、刨槽、冶炼、熔炼、焊接、司炉等。粉尘对人的机体可引起多种损害，其中以呼吸系统损害最为明显和重要。一般，直径小于15μm的粒子可以吸入呼吸道，进入胸腔范围，称为可吸入粉尘。其职业卫生--生产性粉尘

中10~15μm的粒子主要沉积在上呼吸道。直径小于5μm的粒子可到达呼吸道深部和肺泡区，称为呼吸性粉尘，是损伤机体的关键性部分。生产性粉尘对人体的危害1、对呼吸系统的影响。包括尘肺、粉尘沉着症、上呼吸道炎症、支气管炎、肺炎、哮喘、支气管哮喘等。尘肺是由于在生产环境中长期吸入生产性粉尘而引起的以肺