Требования к рабочему месту водителя

Быстрота и точность рабочих движений водителя современного автомобиля необходимы для обеспечения его надежности. Эти качества зависят и от рабочего места водителя, к которому относится кабина автомобиля со всем находящимся в ней оборудованием. Насколько удобно водителю в кабине, как свободно он пользуется рычагами, приборами, как облегчить его деятельность, сделать ее более продуктивной и надежной - вот вопросы, которые являются предметом исследования инженерной психологии - науки о взаимодействии человека и техники.

Рабочее место водителя характеризуется размерами кабины, обзорностью, удобством доступа к органам управления, положением сиденья и расположением по отношению к нему органов управления, наличием и информативностью контрольно-измерительных приборов, особенностями среды в кабине (микроклимат, освещенность, шум, вибрация). Для оптимального решения этих вопросов необходима рациональная организация рабочего места в соответствии с антропометрическими требованиями и психофизиологическими возможностями человека. В результате несоответствия рабочего места этим требованиям увеличивается расход энергетических ресурсов, что приводит к более быстрому утомлению, снижению работоспособности и, как следствие, к ошибкам при управлении автомобилем.

Основным требованием к конструкции сиденья является обеспечение положения тела водителя, исключающего излишнее мышечное напряжение и способствующее наилучшей обзорности. При правильной посадке (рисунок 2.3) водитель должен сидеть прямо, его спина должна полностью прилегать к спинке сиденья. Ноги должны легко доставать до педалей, а руки, лежащие на рулевом колесе, должны быть слегка согнуты в локтях. При такой посадке водитель не утомляется даже при длительной поездке и затрачивает минимальные усилия при работе рулевым колесом, педалями и рычагами управления. Если спинка сиденья не обеспечивает достаточной опоры тела в области поясницы, то основные мышцы спины и шеи будут излишне напряжены.

Основные размеры, определяющие правильную посадку водителя

Рисунок 2.3 Основные размеры, определяющие правильную посадку водителя.

Мышечное усилие при нажатии на педали зависит от угла наклона спинки сиденья, от высоты и глубины сиденья, Чем больше наклон спинки, тем больших усилий требуется при нажатии на педали (рисунок 2.4). Расстояние от края сиденья до сгиба в колене должно быть не менее 15 % длины бедра. Основными показателями, по которым определяется степень соответствия сиденья требованиям инженерной психологии, являются: пространственное положение сиденья относительно органов управления; длина, ширина и глубина подушки; высота и наклон подушки по отношению к полу; высота спинки, система регулировки и виброзащиты, влаговоздухопроницаемость обивки, угол наклона спинки и др.

Зависимость мышечного усилия ног от положения сиденья

Рисунок 2.4 Зависимость мышечного усилия ног от положения сиденья:

а - нормальное положение; б - положение для больших усилий (400 Н и более)

Одной из характеристик рабочего места водителя является обзорность, которая зависит от размеров и конфигурации лобового и боковых стекол кабины и зеркал заднего вида, от их чистоты. Загрязнение, повреждение, завешивание стекол, а также подвешивание на них различных безделушек уменьшают поле зрения водителя. Использование панорамных зеркал заднего вида увеличивает обзорность до 350°.

Специалисты считают, что интерьеры кабины автомобиля не должны быть яркими и отвлекать его внимание от дороги и приборов, которые должны выделяться на общем темном фоне передней панели автомобиля.

Большое значение для самочувствия водителя и его работоспособности имеет микроклимат кабины - это совокупность температуры воздуха, его влажности и скорости передвижения. Оптимальные микроклиматические параметры в кабине и салоне для пассажиров должны обеспечиваться независимо от количества людей, погодных условий, географических широт и времени года. Температура воздуха в кабине зависит от температуры наружного воздуха, степени нагрева двигателя, термоизоляции, системы отопления и вентиляции. Температура в кабине должна быть в пределах 15…25°С. Наиболее благоприятная температура 18…20°С. Однако в летнее время года температура воздуха в кабинах автомобилей превышает температуру наружного воздуха на 4…12°С. Температура в кабинах грузовых автомобилей достигает 50…60°С.

Повышение или понижение температуры ухудшает самочувствие водителя и снижает работоспособность. При высокой температуре нарушаются функции мышления, внимания, памяти, увеличивается время и уменьшается точность сенсомоторных реакций. В результате водитель несвоевременно замечает изменение дорожной обстановки, запаздывает с выполнением необходимых управляющих действий, допускает ошибки, быстрее утомляется. Снижение быстроты и точности двигательных реакций при пониженной температуре возникает вследствие ухудшения работы мышц. Это выражается в скованности и неточности движения. Работа в теплой одежде стесняет движения, широкая валяная обувь затрудняет действия педалями, так как плохо ощущается их сопротивление при нажатии. Зависимость между температурой воздуха в кабине и количеством ДТП представлена на рисунке 2.5.

Зависимость между температурой воздуха t и количеством ДТП

Рисунок 2.5 Зависимость между температурой воздуха t и количеством ДТП

При оценке температуры воздуха в кабине необходимо также учитывать влажность воздуха, которая оказывает большое влияние на терморегуляцию организма и состояние водителя. Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров. Различают абсолютную влажность - содержание паров в воздухе при данной температуре, максимальную влажность - предельно возможное содержание водяных паров в воздухе при данной температуре и относительную влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной в процентах.

Большая относительная влажность воздуха при высокой температуре может быть причиной перегрева организма человека. Особенно неблагоприятное влияние оказывает относительная влажность более 70…75 % при температуре воздуха, близкой к +30°С. В воздухе, насыщенном водяными парами, теплоотдача путем испарения невозможна или ограничена, так как пот не испаряется, а стекает по коже и охлаждающего эффекта не дает. Высокая влажность воздуха оказывает неблагоприятное воздействие на человека и при низкой температуре воздуха вследствие повышенной теплоотдачи с поверхности тела. Нормальная относительная влажность воздуха колеблется в пределах от 30 до 70 %.

Немаловажное значение для терморегуляции организма имеет и движение воздуха. Человек начинает ощущать воздушные потоки при скорости движения воздуха 0,25 м/с. Резкое движение холодного воздуха значительно увеличивает теплоотдачу с поверхности тела, что может вызвать переохлаждение организма.

Система вентиляции должна обеспечивать необходимый гигиенический микроклимат кабины и очистку воздуха кабины от вредных примесей (окиси углерода, паров бензина, пыли).

Содержание отработавших газов в воздухе связано со скоростью движения автомобиля. По данным НИИАТа, при движении автомобилей ЗИЛ - ММЗ-555 (с пробегом 106…130 тыс. км) на автомобильной дороге с твердым покрытием со скоростью 35 км/ч концентрация СО в воздухе кабины достигает 125 мг/м3. С повышением скорости до 50…60 км/ч концентрация СО снижается в течение 10…15 мин до 25 мг/м3. Это объясняется повышением воздухообмена в кабине автомобиля и быстрым уносом встречным потоком воздуха отработавших газов при выходе их из глушителей. Предельно допустимая концентрация СО, установленная для воздуха рабочих помещений, составляет 30 мг/м3. Наибольшее количество вредных примесей, в том числе и СО, содержится в отработавших газах при работе двигателя на холостом ходу, особенно если двигатель неисправен. В этом случае концентрация СО увеличивается в несколько раз и может достигать 625 мг/м3.

Возможность отравления отработавшими газами двигателей автомобиля предупреждается установкой резиновых прокладок, закрывающих отверстия в полу кабины, повышением эффективности системы отопления и вентиляции кабины. Вентиляцию необходимо использовать даже при низкой температуре воздуха.

При неисправности системы питания двигателя в кабину попадают пары бензина, которые вызывают острое или хроническое отравление водителя. Хроническое отравление, наступающее при длительном воздействии на организм малых концентраций, возникает чаще. Оно проявляется в повышенной раздражительности, головокружении и ослаблении сердечной деятельности. Чтобы исключить возможность отравления водителя бензином, следует систематически проверять исправность системы питания двигателя.

Определенное значение для успешной деятельности водителя имеют контрольно-измерительные приборы. Главное назначение приборов - помогать водителю управлять автомобилем и контролировать работу двигателя. Это обеспечивается достаточно высокой информативностью приборов, под которой понимается получение наиболее точных сведений в минимальное время. Исследованиями в области инженерной психологии установлено, что информативность приборов зависит от их размеров и компоновки, особенностей шкал и освещения.

Точность отсчета показаний приборов с увеличением их диаметра возрастает, а затем падает. Так, например, приборы с диаметром 60 мм читаются лучше, чем приборы с диаметром 80 мм, показания светящих приборов четче воспринимаются на черном фоне.

Во время работы на водителя воздействует звуковая среда, которая содержит полезную информацию от работающего двигателя, скрипа шин и тормозов, сигналы от других автомобилей и пр. В кабину проникает и шум, который оказывает вредное влияние на органы слуха и нервную систему человека. Шумом называют беспорядочное сочетание звуков, состоящих из большого количества тонов различной частоты и силы.

Колебательные движения воспринимаются органом слуха как ощущение звука. Частота звуковых колебаний определяет высоту звука и измеряется в герцах (Гц). Ухо воспринимает частоты в пределах от 17 до 20 тыс. Гц. Уровень звукового давления зависит от амплитуды колебаний и измеряется в децибелах (дБ). Шум внутри легковых автомобилей примерно соответствует нормам по шуму, принятым для производственных рабочих мест. В кабинах автомобилей, особенно тяжелых, интенсивность шума превышает эти нормы и может достигать значительных величин. Допустимым пределом шума в кабине автомобиля у нас принято считать 74…75 дБ при частоте 1000 Гц. Во Франции и США максимальный уровень шума для грузовых автомобилей установлен 90 дБ (рисунок 2.6).

Влияние шума на концентрацию внимания

Рисунок 2.6 Влияние шума на концентрацию внимания

1 - до воздействия шума; 2 - сразу после его воздействия; 3 - через 30 минут после воздействия; 4 - через 1 ч после воздействия шума; 5 - через 2 ч 5 минут после воздействия шума;

а и б - 60 дБ; в - 70 дБ; г - 80 дБ; д - 90 дБ; е - 100 дБ

При движении автомобиля основными источниками шума являются качение колеса, работа двигателя, карданного вала, подвески и т.п. Шум из внешней среды проникает в кабину через окна, стенки, пол, а также распространяется по металлическим конструкциям.

Шум оказывает отрицательное воздействие непосредственно на орган слуха и вызывает нарушение высшей нервной деятельности человека. Под влиянием шума увеличивается скрытый период двигательной реакции, снижается устойчивость ясного видения, ослабляется сумеречное зрение, нарушается концентрация внимания, координация движений и функций вестибулярного аппарата, быстрее развивается утомление. Чем выше звук, тем больше его утомляющее действие. Звуки частотой 2…4 тыс. Гц оказывают утомляющее действие при уровне звукового давления 80 дБ, а при уровне звукового давления 90 дБ утомление наступает и при отсутствии высоких частот. Влияние шума на концентрацию внимания водителей представлено на рисунке 7 (цифрами на оси абсцисс обозначены временные интервалы), из которого видно, что с увеличением шума снижается концентрация внимания.

Для снижения неблагоприятного влияния шума существуют следующие мероприятия: ослабление источников шума, шумопоглощение и шумоизоляции. Это осуществляется шумопоглощающей обивкой под капотом (поглощает шум двигателя), внутренней обивкой, звукопоглощающим покрытием металлических поверхностей, плотными прокладками, расположенными на внутренней поверхности крыльев (хорошо глушит шум), прокладками на раме двери, амортизированной подвеской различных деталей, плотной подгонкой стекол в окнах.

Однако водителя нельзя полностью изолировать от звуков, возникающих вне кабины, так как он должен воспринимать сигнальные звуки, необходимые для оценки дорожной обстановки. В больших городах с ростом интенсивности движения транспортных средств значительно увеличивается шум, в результате которого уровень звукового давления в дневное время достигает 120…130 дБ.

Вибрация - это колебания высокой частоты и малой амплитуды. Источники вибрации в автомобиле те же, что и шума, степень вибрационного дискомфорта зависит от состояния подвески шасси автомобиля, конструкции кабины и устройства сиденья. Ускорения, возникающие при вибрации, растут с увеличением скорости движения автомобиля, с ухудшением дорожного покрытия, а также с уменьшением полезной нагрузки. При этом кабина автомобиля может колебаться в продольном, поперечном и вертикальном направлениях. Вибрации в диапазоне 1…5 Гц особенно опасны. Они создают резонансные колебания отдельных частей тела человека, передающиеся голове. Это приводит к изменению ритма и частоты движения, повышению артериального давления, понижает остроту зрения, особенно бинокулярного. Под действием вибраций ухудшается восприятие, снижается внимание, замедляются психомоторные реакции, ухудшается точность действий.

Вибрации на частотах 75…120 Гц с амплитудой 0,01 мм человеком не ощущаются. При частоте 65…75 Гц и амплитуде до 0,02 мм они временно отвлекают от работы, при частоте 56…65 Гц и амплитуде 0,03 мм отвлекают постоянно, а при дальнейшем росте амплитуды создаются невозможные для работы условия.

Сиденье автомобиля является хорошим амортизатором колебаний, если оно относительно жесткое и хорошо сочетается с анатомическими особенностями человеческого тела, т.е. имеет с ним наибольшую площадь соприкосновения. Вибрации воспринимаются человеком поверхностью кожи и тканями всего организма. Водителю вибрации передаются через спину, таз и руки.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Скачать   След >