Психофизиологические факторы. 
Разработка программного модуля "VFS"

Монотонность работы

Монотонность или монотония — психическое состояние человека, вызванное однообразием восприятий или действий. В работе программиста такой фактор имеет место при набирании больших количеств кода, особенно однотипного. К сожалению, даже при всех современных методиках разработки программного обеспечения встречаются участки работы, где без этого не обойтись. Для уменьшения утомления, связанного с влиянием этого фактора необходимо применять оптимальные режимы труда и отдыха в течение рабочего дня. Одна из распространенных рекомендаций — при работе за компьютером необходимо делать 15-минутные перерывы через каждые два часа, а при интенсивной работе — через каждый час. Также рекомендуется периодически выполнять несколько физических упражнений по своему вкусу.

Статические физические перегрузки

Рабочая поза оказывает значительное влияние на эффективность работы человека. Основные требования к рабочим местам при выполнении работы сидя приведены в ГОСТ 12.2.033−78 «ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования». Согласно этому стандарту, при организации рабочего места программиста необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

• 1) рабочее место должно быть оборудовано так, чтобы исключать неудобные позы и длительные статические напряжения тела;
• 2) поскольку найти такое идеальное положение для тела, в котором можно было бы пребывать в течении всего дня, вряд ли возможно, для большинства людей комфортабельным может быть рабочее место, которое можно приспособить, как минимум, для двух позиций (при этом положение оборудования должно соответствовать выполняемой работе и привычкам пользователя).

При организации взаимного расположения элементов рабочего места должны учитываться следующие моменты:

• 1) рабочая поза программиста;
• 2) пространство для размещения программиста, позволяющее осуществлять все необходимые движения;
• 3) физические, зрительные и слуховые связи между программистом и программистом;
• 4) возможность обзора пространства за пределами рабочего места;
• 5) возможность ведения записей, размещения документации и материалов, используемых программистом.

Зрительное утомление

Уже в первые годы компьютеризации было отмечено специфическое зрительное утомление у пользователей дисплеев, получившее общее название «компьютерный зрительный синдром» (CVS — Computer Vision Syndrome). Причин его возникновения несколько. И прежде всего — сформировавшаяся за миллионы лет эволюции зрительная система человека, которая приспособлена для восприятия объектов в отраженном свете (картин природы, рисунков, печатных текстов и т. п.), а не для работы с дисплеем. Изображение на дисплее принципиально отличается от привычных глазу объектов наблюдения. Оно — изображение — светится, состоит из дискретных точек; оно мерцает, т. е. эти точки с определенной частотой зажигаются и гаснут (в случае CRT мониторов); цветное компьютерное изображение не соответствует естественным цветам (спектры излучения люминофоров отличаются от спектров поглощения зрительных пигментов в колбочках сетчатки глаза, которые ответственны за наше цветовое зрение). Но не только особенности изображения на экране вызывают зрительное утомление. При работе на компьютере часами у глаз не бывает необходимых фаз расслабления, глазные мышцы напрягаются, их работоспособность снижается. Большую нагрузку орган зрения испытывает при вводе информации, так как пользователь вынужден часто переводить взгляд с экрана на текст и клавиатуру, находящиеся на разном расстоянии и по-разному освещенные.

Зрительное утомление выражается в:

• 1) затуманивании зрения;
• 2) трудности при переносе взгляда с ближних на дальние и с дальних на ближние предметы;
• 3) кажущемся изменении окраски предметов;
• 4) двоении;
• 5) неприятных ощущениях в области глаз (чувства жжения, «песка»), покраснении век, боли при движении глаз.

Электромагнитные излучения

При использовании персональных компьютеров человек может подвергнуться вредному воздействию электромагнитных излучений, продуцируемых компьютером. В персональном компьютере источниками излучения являются системный блок и монитор.

Системный блок генерирует излучение вследствие того, что внутренняя аппаратная логика работает на высоких частотах (гигагерцы) и практически не экранирована. Проблема решается достаточно просто — корпус системного блока выполняется строго из металла, иногда даже в несколько слоев, для экранирования.

Наиболее опасным с точки зрения электромагнитных излучений является ЭЛТ-монитор. Наиболее активное и результативное участие в решении проблемы достижения экологически приемлемых условий, связанных с эксплуатацией устройств визуального отображения информации, приняли шведские научные и общественные организации, так или иначе связанные с безопасностью производственных процессов и здравоохранением. В 1990 году результаты их исследований с учетом накопленного опыта были оформлены Управлением SWEDАC в виде двух документов: справочника для пользователя по оценке устройств визуального отображения (МРR 1990:8) и методов проверки устройств визуального отображения (МРR 1990:10), которые получили широкую известность.

Эти стандарты легли в основу созданных во многих странах национальных систем тестирования и сертификации. Ценность этих документов — в комплексности решения проблемы. В этих документах не только установлены предельно-допустимые уровни полей и даны методы и средства контроля, но и даны подробные технические требования к техническим средствам для калибровки и поверки средств измерений и контроля. Представленные в стандартах MPR нормы «не являются предельными значениями с точки зрения санитарии», но с их помощью можно оценить и подобрать наиболее безопасный монитор.

Согласно MPR, «устройство визуального отображения не должно увеличивать уровни излучений, имеющихся в нормальном офисе».

В России два основополагающих стандарта (гармонизированные с МРR 1990:8 и МРR 1990:10) введены в действие в 1997 году. Это ГОСТ Р 50 948−96 «Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности» и ГОСТ Р 50 949−96 «Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерений и оценки эргономических параметров и параметров безопасности». С учетом данных стандартов Госсанэпиднадзор России разработал и с 1-го января 1997 года ввел в действие обязательные санитарные правила и нормы — СанПиН 2.2.2.542−96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».

На текущий момент производители активно снижают уровни излучения электронно-лучевой техники, вплотную приближая их к естественному фону. В случае же применения в офисе ЖК-мониторов проблема ликвидируется, т.к. ЖК-монитор использует принципиально иную технологию вывода изображения, практически исключающую появление вредных электромагнитных излучений.

Однако, существует проблема, не решаемая только при помощи покупки безопасной техники. Накопление в одном помещении большого количества компьютеров и сопутствующей техники может привести к крайне нежелательным последствиям ввиду возможной технической и экологической несовместимости этой техники между собой. В таких случаях необходимо проводить комплексные замеры на уровне всего помещения.

Освещение рабочего места

Освещение рабочего места программиста имеет свою специфику. Освещенность рабочего места не должна быть очень яркой, она должна быть меньше, чем при работе с бумажными носителями. При одновременной работе с бумагами и экраном необходимо использовать настольную лампу для подсветки документов. При этом свет от настольной лампы не должен попадать в глаза и на экран. Рядом с монитором нельзя располагать блестящие и отражающие свет предметы.

На экране не должно быть видно бликов и отражения работающего человека. Не следует располагать монитор на фоне яркого окна, так как свет из окна будет оказывать дополнительную нагрузку на зрение. Если окно будет расположено у за спиной оператора, изображение на мониторе будет выглядеть блеклым, что также потребует дополнительного зрительного напряжения. Наилучшим считается, когда окно расположено слева. При этом необходимо регулировать яркость оконного света.

Специфика работы за монитором ПК состоит также в том, что работать приходится с так называемым самосветящимся объектом — об этом упоминалось в разделе «Зрительное утомление».

Необходимо привести ряд правил, которых нужно придерживаться при организации освещения рабочей зоны программиста:

• 1) Необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности, а также в пределах окружающего пространства. Светлая окраска потолка, стен и производственного оборудования способствует созданию равномерного распределения яркости в поле зрения.
• 2) На рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени. Особенно вредны движущиеся тени, которые могут привести к травмам. Тени необходимо смягчать, применяя, например, светильники со светорассеивающими стеклами. На окнах необходимо иметь солнцезащитные устройства (жалюзи, шторы).
• 3) В поле зрения должна отсутствовать блеск. Блеск — повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая частичное ослепление человека. Блеск снижают уменьшением яркости источника света или выбором рациональных углов светильника.
• 4) Величина освещенности должна быть постоянной во времени. Колебания освещенности, вызванные резким изменением напряжения в сети, приводят к значительному утомлению. Пульсация освещенности связана также с особенностями работы газоразрядной лампы, поэтому стоит выбирать лампы с другим принципом действия.
• 5) Следует выбирать оптимальную направленность светового потока. Лучше всего иметь так называемый «рассеянный» свет.

Требования к освещенности рабочего места можно сформулировать таким образом:

• 1) наименьшая допустимая освещенность от общего освещения должна составлять 300 люкс;
• 2) освещенность рабочего места не должна превышать 2/3 нормальной освещенности помещения;
• 3) экран монитора не должен быть ориентирован в сторону источников света (окон, настольных ламп и т. п.);
• 4) при размещении рабочего места рядом с окном угол между экраном монитора и плоскостью окна должен составлять не менее 90 градусов (для исключения бликов), прилегающую часть окна желательно зашторить;
• 5) не следует располагать дисплей непосредственно под источником освещения или вплотную с ним;
• 6) стена позади дисплея должна быть освещена примерно так же, как и его экран;
• 7) яркость для блестящих поверхностей более 0.2 кв. м не должна превышать 500 кд/кв.м;
• 8) показатель ослепленности не должен превышать 40 единиц;
• 9) коэффициент пульсаций не должен превышать 20%.

Электробезопасность

Согласно действующим правилам устройства электроустановок помещения для работы с ЭВМ и их внешними устройствами относятся к категории помещений без повышенной опасности (сухие, с нормальной температурой воздуха, с токоизолирующими полами), однако опасность поражения электрическим током всё же существует. При этом стандартное напряжение в 220 В, хотя и представляет определенную опасность для жизни человека, является все-таки менее опасным, чем напряжения внутри ЭЛТ-монитора, которые достигают значений в десятки киловольт. Поражение электрическим током возможно в случае нарушения заземления компьютера, повреждения соединительных проводов, защитных корпусов.

Хотя конструкция компьютера рассчитана на защиту человека от электрического тока, для предотвращения возможности поражения электрическим током, возникновения пожара и выхода из строя самого компьютера при работе и техническом обслуживании компьютера необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

• 1) сетевые розетки, от которых питается компьютер, должны соответствовать вилкам кабелей электропитания компьютера;
• 2) запрещается во время работы компьютера отключать и подключать разъемы соединительных кабелей;
• 3) запрещается снимать крышку системного блока и производить любые операции внутри корпуса до полного отключения системного блока от электропитания;
• 4) запрещается разбирать монитор и пытаться самостоятельно устранять неисправности (опасные для жизни высокие напряжения на элементах схемы ЭЛТ-монитора сохраняются длительное время после отключения электропитания);
• 5) повторное включение компьютера рекомендуется производить не ранее, чем через 20 секунд после выключения.

Однако, как показывает анализ случаев электротравматизма при эксплуатации промышленных установок, чаще всего имеет место однополюсное (однофазное) прикосновение в изолированных и глухозаземленных сетях. ГОСТ 12.2007;75 устанавливает требования безопасности, предотвращающие или уменьшающие до допустимого уровня воздействие на человека электрического тока. Одной из обязательных мер электробезопасности при работе с компьютером является надежное его заземление. Заземление необходимо для того, чтобы ток шел через цепь наименьшего сопротивления — чем меньше сопротивление заземлителя сопротивления человеческого тела, тем меньший ток пойдет через человека. Потребляемая компьютером мощность в последнее время постоянно растет и сейчас достигает 300−400 ватт. При напряжении в сети ~200 вольт потребляемый компьютером ток заведомо выше порогового (0,5 ампер), поэтому заземление в данном случае необходимо. Для заземления компьютера, в первую очередь, применяются естественные заземлители — любые металлические конструкции, имеющие хорошую связь с землей. Если сопротивление естественных заземлителей больше нормируемого (4 Ом), то необходимо сооружать искусственные заземлители.

Микроклимат

Метеорологическими условиями согласно ГОСТ 12.1.005−88 являются:

• 1) температура;
• 2) относительная влажность;
• 3) скорость движения воздуха;
• 4) атмосферное давление.

С целью обеспечения комфортных условий для работающих людей и надежной работы оборудования, необходимо поддерживать следующие метеорологические условия (согласно СН 512−78):

• 1) Атмосферное давление в помещении машинного зала должно быть 1013.25±266 ГПа. При пониженном давлении воздуха ухудшается отвод теплоты от аппаратуры компьютера, снижаются изоляционные свойства воздуха.
• 2) Воздух, используемый для вентиляции машинного зала, должен очищаться от пыли. Запыленность воздуха не должна превышать 1 мг/мі, а размеры пылинок — 3 мкм.
• 3) В помещении машинного зала необходимо предусмотреть систему отопления. Она должна обеспечивать достаточное, постоянное и равномерное нагревание воздуха в помещении в холодный период года, а также безопасность в отношении пожара и взрыва. При этом колебания температуры в течении суток не должны превышать 2−3 °С; в горизонтальном направлении — 2 °C на каждый метр длины; а в вертикальном — 1 °C на каждый метр высоты помещения. Для отопления помещения машинного зала рекомендуется использовать водяные или воздушные системы центрального отопления.
• 4) Работающие люди и включенные компьютеры являются источниками избыточного тепла в помещении машинного зала. Поэтому необходимо предусмотреть систему кондиционирования помещения.

Зашумленность

Шум оказывает большое влияние на человека и его работоспособность. Уже при уровнях шума выше 40 дБ ослабляется внимание, ухудшается память, появляется быстрая утомляемость, головная боль.

С точки зрения воздействий на оператора шумы могут быть различны. Одни из них постоянны и действуют в течение всего рабочего дня, другие случайны.

Основными источниками шума в машинном зале, помимо устаревших матричных принтеров, с недавнего времени являются системные блоки. Возросшее энергопотребление современных компьютеров вызвало возрастание требований к их системам охлаждения, вследствие чего суммарный уровень шума системного блока часто превышает 50 дБ. Кроме того, компьютеры являются источниками шумов электромагнитного происхождения (колебания элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных полей). В довершение всего, в помещениях возникает структурный шум, то есть шум, излучаемый поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок здания в звуковом диапазоне частот. Поэтому для снижения уровня шума в помещении машинного зала рекомендуется:

• 1) Располагать помещение машинного зала вдали от внешних источников шума.
• 2) Использовать звукопоглощающие облицовочные материалы.
• 3) Использовать малошумящую вентиляцию.

Однако не все шумы вредны. Так, привычные не резко выраженные шумы, сопровождающие трудовой процесс, могут благоприятно влиять на ход работы. Полная тишина в рабочем помещении действует на человека гнетуще. Часто в машинном зале звучит негромкая музыка.

Для устранения или ослабления неблагоприятных шумовых воздействий целесообразно изолировать рабочие помещения, размещая их в частях здания, наиболее удаленных от городского шума — расположенных в глубине здания, обращенных окнами во двор и т. п. Шум ослабевает также благодаря зеленым насаждениям, поглощающим звуки.

Оптимальные показатели уровня шумов в рабочих помещениях конструкторских бюро, кабинетах расчетчиков, программистов определяются по ГОСТ 12.1.003−83 [16].