安全人机工程第三章

第三章安全人机系统中人的作业特性北京·中国地质大学安全工程专业课程主讲人：鲁华章[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.23.1作业特性3.2劳动强度及其分级3.3作业疲劳及其测定3.4作业疲劳与安全生产主要内容[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.33.1.1能量代谢3.1.2作业时氧消耗的动态3.1.3能量代谢的测定3.1作业特性[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.43.1.1能量代谢在物质代谢过程的同时发生着能量释放、转移、贮存和利用的过程，称为能量代谢。能量代谢过程是根据物质不灭和能量守恒法则进行的。物质代谢产生的能量有各种不同的形式，它们之间可以互相转移。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.53.1.1能量代谢1、劳动时的能量来源糖是主要的来源。脂肪起着储存和供应能量的作用。能量供给途径：ATP——CP系列需氧系列乳酸系列[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.63.1.1能量代谢ATP－CP系列肌肉所需的能量是由肌细胞里的三磷酸腺苷（ATP）迅速分解而直接提供的。但是肌肉中ATP的贮存量很少，由磷酸肌酸（CP）分解及时补充，故名ATP——CP系列。表示如下：[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.73.1.1能量代谢氧需系列前已述及，肌肉中CP甚少，只能供肌肉活动几秒至1分钟，因此需从糖类和脂肪的氧化分解来提供ATP，即需要氧的参与才能进行，所以叫需氧系列。这发生在中等强度以上的劳动过程。乳酸系列在大强度劳动时，ATP的分解非常迅速，需氧系列受到供氧供氧能力的限制，不能满足肌肉活动的需要。这时，要依靠无氧糖酵产生乳酸来提供能量。虽然1克分子葡萄糖在乳酸系列中只产生2个分子ATP，但其速度比需氧系列快32倍，所以可迅速提供较多的ATP。这个系列活动不能持久。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.83.1.1能量代谢2、热价与呼吸商食物的热价：每克营养物质氧化时释放的热量。氧的热价：每克营养物质氧化时，每消耗1升氧所产生的热量。呼吸商：肌体内产生的二氧化碳量与同一时间内氧耗量之比叫呼吸商。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.93.1.1能量代谢3、能量代谢量基础代谢：维持生命所必需消耗的基础情况下的能量代谢量安静代谢：人仅为保持身体平衡及安静姿势所消耗的能量劳动代谢：人在工作或运动时的能量代谢量[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.10RMR=劳动时总能耗量-安静时能耗量基础代谢量3.1.1能量代谢4、能量代谢率为了消除个人之间的差别，采用劳动代谢量和基础代谢量之比来表示某种体力劳动的强度，这一指标称为能量代谢率（RMR）[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.113.1.2作业时氧消耗的动态作业时人体所需要的氧量取决于劳动强度。氧需：劳动一分钟所需要的氧量氧上限：血液在一分钟内能供给的最大氧量氧债：氧需和实际供氧量之间的差额[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.123.1.3能量代谢的测定能量代谢和气体代谢之间存在特定的量的联系。测气体代谢量就可算出能量代谢量。测定方法可分为直接测热法和间接测热法。直接测热法笨重不便，已为间接测热法所代替。间接法是通过对氧耗量和CO2产生量的测定，计算出产生的热量。间接测定法又分为开放式测定和闭合式测定两种方法。这里仅介绍开放式测定法。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.133.1.3能量代谢的测定开放式测定法仪器设备：储气袋、气量计和气体分析器。方法：受试者通过面罩吸入空气，呼气时将呼出的气体收集在贮气袋里，并用气体流量计测量呼出的气量。然后从气袋中采取呼出的气样，测定其中的氧和二氧化碳的浓度（体积百分比）。根据吸入气体和呼出气中氧和CO2含量之差及呼气总量，就可以计算出单位时间内的氧耗量和二氧化碳排出量。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.143.1.3能量代谢的测定最新测定方法我国新开发的肺通气量仪附有新型流量计，可以累计测定时气量，完全不用道格拉斯袋采取气样。德制造的EDS型心肺能量代谢仪和ER-40型电脑功率车是实验室测定的最新设备。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.153.2劳动强度及其分级3.2.1劳动强度3.2.2劳动强度的分级[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.163.2.1劳动强度定义：作业中人在单位时间内做功和肌体代谢能力之比静力作业对于脑力劳动、计算机操作人员、仪器监控者等所从事的作业都可归纳为静力作业，或叫静态作业（Staticwork）。这种作业主要是依靠肌肉的等长收缩来维持一定的体位，即身体和四肢关节保持不动时所进行的作业。体力劳动中也包含静力作业，如坐位或立位观察仪表、支持重物、把握工具、压紧加工物件等。动力作业动力作业是靠肌肉的等张收缩来完成作业动作的，即经常说的体力劳动。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.173.2.2劳动强度的分级劳动强度的大小可以用耗氧量、能量消耗、能量代谢率及劳动强度指数等加以衡量。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.183.2.2劳动强度的分级1、国际劳工局分级标准按氧耗量：中等强度作业：氧需不超过氧上限分为轻、轻、中等、重、很重和极重6种大强度作业：氧需超过氧上限，氧债大量积累。极大强度作业：完全是在无氧的条件下作业氧债=氧需[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.193.2.2劳动强度的分级2、日本劳动研究所分级标准分为五级：极轻劳动、轻劳动、中等劳动、重劳动、极重劳动[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.203.2.2劳动强度的分级3、我国已经颁布《体力劳动强度分级标准》（GB3896－83）。中国医学科学研究院劳动卫生研究所，调查测定了262个工种的劳动工时、能量代谢和疲劳感等指标，经过综合分析研究后提出这一标准。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.213.3作业疲劳及其测定3.3.1作业疲劳3.3.2作业疲劳的调查和测定[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.223.3.1作业疲劳1、疲劳：作业者在作业过程中，产生作业机能衰退，作业能力下降，有时并伴有疲倦等主观症状的现象，叫做作业疲劳，简称疲劳。•生理上的正常表现也包含心理因素。•预防机体过劳的警示作用[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.233.3.1作业疲劳2、疲劳的特点疲劳可能是将身体的一部分过度使用之后发生的，但并不是指发生在身体的这一部分，可能出现在整个身体上。疲劳不仅使作业能力降低，同时也有作业意志减弱的迹象，这种现象主要是人体自动无意识限值和对休息的需要而产生的。人体疲劳后，具有恢复原状的能力，而不会留下损伤痕迹。有一种疲劳状态是由作业内容和作业环境变化太小引起的，当作业内容和环境发生改变时，疲劳可减弱或消失。从有疲劳到精疲力竭，感觉和疲劳有时并不一定同步发生。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.243.3.1作业疲劳3、疲劳的分类按疲劳的原因：生理性疲劳：新陈代谢平衡遭到破坏所致心理性疲劳：受大脑边缘之感情形成中枢的影响所产生按疲劳产生的部位：精神疲劳、肌肉疲劳、神经疲劳按疲劳的程度：一般疲劳：产生在机体的任何体力和心理劳累之后过度疲劳：连续和过长的工作中形成的重度疲劳：接近于病态，有造成创伤的危险性按时间长短分：急性疲劳、亚急性疲劳、慢性疲劳按作业方式分：动态作业疲劳、静态作业疲劳[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.253.3.1作业疲劳4、疲劳的类型个别器官疲劳：计算机操作人员的肩肘痛、眼疲劳全身性疲劳:关节酸痛、困乏思睡、操作迟钝、错误增多智力疲劳:头昏脑胀、全身乏力、肌肉松弛、嗜睡或失眠技术性疲劳:体力和脑力并用的劳动，头昏脑胀、腰腿疼痛心理性疲劳:单调的作业内容引起的，如监视仪表的工人[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.263.3.1作业疲劳5、疲劳的发生机理疲劳物质累积机理力源耗竭机理中枢变化机理生化变化机理局部血流阻断机理[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.273.3.1作业疲劳6、疲劳的规律青年作业人员作业中产生的疲劳比老年人小得多，且易恢复疲劳可以恢复疲劳有一定的积累效应人对疲劳也有一定的适应能力在生理周期中，发生疲劳的自我感受较重，相反在高潮期较轻环境因素直接影响疲劳的产生、加重和减轻。工作单调可以导致疲劳，尤其是现代作业线依附于流水作业。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.283.3.2作业疲劳的调查与测定1、疲劳问卷调查日本产业卫生学会疲劳研究会提供了自觉症状调查表。[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.292、疲劳测定方法生化法生理心理测试法他觉观察及主诉法血、尿、汗等检查能量代谢率测定膝腱反射机能检查法触觉两点阈值测定频闪融合阈值测定连续色名呼叫检查法反应时间及脑电肌电测定法判别力测定心率（脉搏数）测定3.3.2作业疲劳的调查与测定[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.303.4作业疲劳与安全生产3.4.1疲劳与安全3.4.2防止过劳，提高生产安全性[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.313.4.1疲劳与安全睡眠休息不足，困倦引起的事故反应和动作迟钝引起的事故重体力劳动的省能心理疲劳心理作用疲劳与机械化程度环境因素加重疲劳程度[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.32环境因素加重疲劳程度3.4.1疲劳与安全[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.33提高作业机械化和自动化程度开展技术教育和培训，选拔合格工人加强科学管理改进工作制度3.4.2防止过劳，提高生产安全性[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.34加强科学管理改进工作制度工作日制度劳动强度和作业率工作时间及休息时间休息方式轮班工作制度业余活动和休息的安排改善工作内容，克服单调感改进操作方法，合理应用体力3.4.2防止过劳，提高生产安全性[e-mail]北京·中国地质大学安全工程No.35本章的内容重点和思考问题1、什么是能量代谢率？2、什么是氧需？3、劳动强度的定义和分类。4、什么是疲劳，其形成机理有哪些？5、疲劳的基本规律有哪些？6、防止过劳，提高安全生产的措施有哪些？