Гигиеническое значение общей вибрации и её влияние на водителей транспортных средств Каменский, Юрий Николаевич

Введение к работе

Актуальность темы. Деятельность водителей транспортных средств сложна сама по себе и приводит к быстрому развитию утомления. Факторы среды в кабине усугубляют это состояние и способствуют преждевременному снижению работоспособности водителя, что неблагоприятно отражается на безопасности движения. Особую роль в развитии утомления водителя играет такой мощный фактор среды, как общая вибрация (Золков A.M., 1961; Борщевский И.Я. и соавт.,1963; Вайсман А.И.,1975; Шамич С.А.,1985).

Гигиенической оценке общей вибрации в кабинах транспортных средств и исследованию ее влияния на организм водителей посвящено определенное количество работ. Изучено влияние общей вибрации на организм человека (Румянцев Г.И., I960, 1961; Румянцев Г.И., Маличская Н.п.,1974). Достаточно детально эта проблема изучалась на железнодорожном транспорте (Москалев Б.А.,1972; Волков A.M.,1975; Бутаков Г.В.,1978). Одчако способы измерения вибрации, единицы измерения (повторяемость амплитуд) не найти понимания среди специалистов в области физической и физиологической вибрсметрии. Это делает невозможной оценку результатов исследований с общепринятых позиций и затрудняет практическое использоватие разработанных гигиенических нормативов. Практически почти не изучеча проблема общей вибрации в кабнчах вертолетов гражданской авиации.

В целом с достаточной определенностью можно сказать, что в настоящее время отсутствует система физкслого-гигиенических мероприятиЛ по оценке и чормнровачию общеП зибрации в кабичах вертолетов и локомотивов с учетом уровня работоспособности

водителей и требований безопасности движения, а также научно обоснованная практика виброзащиты водителей.

Цель исследований: физиолого-гигиеническая оценка общей вибрации транспортных средств и разработка гигиенических основ защиты водителей от неблагоприятного воздействия общей вибрации с позиций сохранения профессиональной надежности водителей и повышения безопасности движения.

Основные задачи исследования.

1. Изучение вибрационных характеристик рабочих мест пилотов вертолетов и машинистов локомотивов.

2. Исследование влияния общей вибрации на здоровье и работоспособность водителей транспортных средств.

3. Обоснование принципов и методов оценки изменений функционального состояния водителей при воздействии общей вибрации с точки зрения их профессиональной надежности.

4. Оценка физиологической значимости влияния общей вибрации на функциональное состояние организма водителей.

5. Экспериментальное обоснование нормативных значений общей вибрации для рабочих мест водителей.

6. Физиолого-гигиеническая оценка средств виброзащиты водителей и рекомендации по их применению.

Методы и объем исследований. Работа проведена в двух направлениях: производственные исследования и лабораторные исследования. В ходе производственных исследований использованы гигиенические, психофизиологические, медико-статистические и социологические методы. Были обследованы пилоты вертолетов и машинисты локомотивов. Проведены гигиенические исследования общей вибрации и шума в кабинах вертолетов 4-х типов и в кабинах локомотивов II типов. Психофизиопогичес-

кому обследованию подвергнуты 1559 человек, из них 1172 пилота и 387 машинистов. Опрошено с помощью анкет 727 человек. Обработано около 3000 медицинских документов.

При психофизиологическом обследовании был использован комплекс методик, среди которых наиболее информативными оказались: критическая частота слияния световых мельканий, воспроизведение заданного мышечного усилия, реакция на движущийся объект, треморометрия. Именно эти методики использовались во всех производственных и лабораторных исследованиях.

В ходе лабораторных исследований проведено 24 серии экспериментов по экспериментальной проверке и обоснованию методов оценки функционального состояния человека при действии общей вибрации, а также по обоснованию предельно допустимых величин общей вибрации на рабочих местах водителей.

Состояние- вестибулярного анализатора оценивали с помощью вестибулярной гальваномеїрии и пробы с непрерывной кумуляцией ускорений Кориолиса (НКУК).

Характеристики вибрации на рабочих местах пилотов вертолетов исследовали при выполнении производственных полетов. Были обследованы вертолеты Ми-4, Ыи-б, Ми-8, всего 20 машин. Вибрацию измеряли на сидении кресла правого пилота с использованием стального листа согласно ГОСТ 16529-70, вес вибродатчика, установленного на листе не превышал 50 г. Измерения вибрации проводили также на полу кабины вблизи кресел пилотов. Вибродатчики крепились стальной шпилькой к струбцине, которая устанавливалась в исследуемом месте.

В ходе измерения вибрации применялась запись на магнитную ленту с последующей обработкой ее в лабораторных условиях. Использовали следующий измерительный тракт (рис.1 который обеспечивал измерение вибрации в диапазоне частот от 0,3 до 315 Гц.

Характеристики вибрации рабочих мест машинистов локомо' тивов измеряли при выполнении обычных производственных рейсов. Вибрацию записывали на магнитную ленту с помощью устройства точной магнитной записи и затем анализировали в лабораторных условиях. Средства измерения состояли из вибропр* обраэователя трехпозиционного 4321, предусилителя 2635, магнитофона 7003, частотного анализатора 2112, І/З октавного фильтра 1614, самописца уровня 2305 (фирма "Брголь и Къер").

В лабораторных исследованиях вибрация генерировалась вибростендом ВЭДС-200А. По форме вибрация гармоническая синусоидальная с постоянной частотой и амплитудой, по направлению - вертикальная.

Научная новизна и теоретическая значимость исследование

I. Впервые на современном метрологическом уровне исследованы параметры вибрации рабочего места пилота вертолета в реальных производственных полетах; изучены и обобщены параметры вибрации на рабочем месте машиниста локомотива. Показано, что в кабинах вертолетов и локомотивах преобладают низко- и среднечастотные колебания с максимумом энергии в узких полосах частот, что придает вибрации каждого типа вертолетов и локомотивов характерную форму спектра. В большинстве случаев интенсивность вибрации превышает действующие стандарты и санитарные нормы.

2. Впервые в условиях реальных полетов исследовано влияние общей вибрации на функциональное состояние пилотов вертолетов гражданской авиации. Отмечено, что среди комплекса неблагоприятных факторов рабочей среды общая вибрация занимает ведущее место, вызывая преждевременное утомление пилота и снижение его работоспособности.

3. Впервые в лабораторном эксперименте изучено влияние общей вибрации в диапазоне от I,6 до 63 Гц на функциональное состояние человека по мешающему и утомляющему эффектам. Реакции испытуемых на вибрационное воздействие в зависимости от частоты в целом соответствовали тем субъективным оценкам, которые положены в основу стандарта ИСО 2631. Однако допустимые -значения виброускорений, обеспечивающие сохранение высокого уровня работоспособности водителя оказались в два раза ниже рекомендованных стандартом ИСО.

_п.

*. 2

Рис.1. Блок-схема тракта записи вибрационного сигнала на магнитную ленту.

.- Однокомпонентний или трехкомпонентный акселерометр тип 4332, 4338, 4340),

2. - низкошумный усилитель заряда (тип 2626),

3. - измерительный магнитофон (серия 100)

4. Впервые обоснован принципиально новый подход к гигиенической оценке и нормированию общей вибрации на рабочем месте водителя транспортного средства, суть которого состоит в выборе психофизиологического предела "утомление-снижение работоспосо-

бности". Труд водителя сложен, эмоционально насыщен высокой ответственностью за безопасность движения. Поэтому регламентация любых аспектов этого труда должна предусматривать более жесткую оценку факторов рабочей среды, чем для лиц других профессий. Общепринятый в гигиеническом нормировании предел "вибробезопасность-сохранеиие здоровья" исключает возможность такой жесткой оценки и нормирования. Но это достижимо при использовании предела "утомление-снижение работоспособности" при условии наполнения его объективным психофизиологическим содержанием.

5. Показана необходимость лабораторного эксперимента npv нормировании общей вибрации транспортных средств, так как в ходе лабораторных исследований психофизиологические реакции человека определяются только вибрационным воздействием, в то время как в производственных исследованиях эти реакции модифицируются другими факторами, что искажает полученные данные и завышает допустимые значения виброускорений.

6. Отработаны допустимые значения виброускорений в кабинах вертолетов и усовершенствованы нормы вибрации в кабинах локомотивов. Показано, что допустимые интенсивности вибрации в кабинах транспортных средств должны быть в два раза ниже рекомендованных ИСО 2631 для 8-часового воздействия по пределу "утомление-снижение работоспособности".

Практическая ценность и внедрение результатов исследования .

Настоящая работа выподнена в соответствии с Программой по решению научно-технической проблемы 0.74.08, утвержденной Постановлением Государственного комитета СССР по науке и тех нике № 14^529/269 от 22 декабря 1980 г., и заданием 04.01.Д4 "Исследовать особенности действия на организм человека общей

9 вибрации низкочастотного диапазона и разработать рекомендации по ее нормированию", Работа выполнялась в рамках плановых тем ГосНИИ гражданской авиации (№№ госрегистрации 72034844, 80064512, 79049805) и ВНИИ железнодорожной гигиены (№ госрегистрации 0182.5018353).

В процессе выполнения тематики были разработаны:

1. Методология и порядок измерения вибрации на рабочих местах пилотов вертолетов и машинистов локомотивов с учетом современных метрологических требований.

2. Методические подходы к оценке функционального состояния водителя и его работоспособности в динамике рабочего дня с использованием комплекса психофизиологических показателей и последующем их объединении в интегральный показатель состояния организма.

3. Методология и порядок исследования влияния общей вибрации на организм человека в условиях длительного лабораторного эксперимента.

4. Физиолого-гигиенические принципы оценки и нормирования общей вибрации в кабинах водителей транспортных средств, в основе которых лежит изучение состояния зрительного и двигательного анализаторов, как ведущих структурно-функциональных образований при управлении транспортным средством..

По результатам работы разработаны следующие методические и нормативные документы:'

- Характеристика расстройств, вызываемых вибрацией и меры их профилактики. Рекомендации для экспертов врачебно-лет-

і

ных экспертных комиссий и авиационных врачей. М.,1978, РИО Аэрофлота, 23 стр. Внедрены в практику работы врачей гражданской авиации распоряжением заместителя начальника Медико-санитарного управления Министерства гражданской авиации 01 января 1978г. №33.1,13-26.

Рекомендации по снижению норм летного времени на вертолете :.'1и-б с целью виброзащиты экипажа. Утверждены начальником Научно-технического управления Министерства гражданской авиации и Заместителем начальника Медико-санитарного управления 25-26 марта 1981г. Внедрены в практику работы летных отрядов при нормировании труда экипажей вертолетов Ыи-6.

Санитарные нормы вибрации в кабине машиниста тягового подвижного состава железнодорожного транспорта. № 4249-67. Утверждены Заместителем Главного Государственного санитарного зрача СССР А.И. Заичечко 20.01.1987г. Внедрены в практику работы изготовителей подвижного состава (шинтяжмал, Минэлек-тротехпром, Минавтопром) Указанием первого заместителя Министра путей сообщения А.Н. Бевзенко 29.0б.І967г. № Т-І5І35.

Результаты работы включены з следующие официальные документы:

Указание заместителя руководителя предприятия п/я В-2323 об установке виброгасителя на сидение пилотов изделия "60К", -lt> 1125/СЭ от 30.03.1978г. Знедрено з практику работы Мичавиапрома.

Приказ Министерства авиационной промышленности - Министерства гражданской авиации с производстве маятниковых гасителей вибрации и оснащении ими парка вертолетов Ми-8,

№ 15160-81 от 14.05.-18.06. 1931г.

- ГОСТ 23718-79 "Самолеты и вертолеты пассажирские и транспортные. Допустимые уровни вибрации в салонах и кабинах экипажа".

Личный вклад автора: организация и непосредственное проведение исследований по всем разделам работы. Самостоятельно сформулированы цель, разработана программа исследований; определены направления, объем и методы исследований, проведены анализ и обобщение результатов производственных и экспериментальных исследований, а также литературных данных. Гигиенические и физиологические исследования спланированы и выполнены полностью автором. Отдельные исследования (аудлометрические, биохимические) выполнены совместно с сотрудниками ГосНИИ гражданской авиации В.М. Козиным и И.М. Носовой.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на:

Ш Всесоюзном симпозиуме "Влияние вибрации на организм человека и проблемы виброзациты". M.I977;

П Всесоюзной конференции "Аппаратура и методы медицинского контроля". Л.1979;

УІ Всесоюзной конференции по авиакосмической медицине. М-Калуга. 1979;

-П Всесоюзном совещании по безопасности пэпетов в гражданской авиации. Л.1979;

Всесоюзном совещании "Актуальные вопросы профи тактики небла-гопритячогс воздействия пума и вибрации". Li.I9I;

УЩ Всесоюзной конференции по физиологи;: труда. Горький.1962:

12.

Всесоюзной конференции "Комплексные гигиенические исследования в районах интенсивного промышленного освоения". Новокузнецк. 1982;

Международной конференции "Человек и вибрация". M.I9S4.

Апробация диссертации проведена в ВНИИ железнодорожной гигиены МПС РФ на заседании Ученого Совета 14.04.1987г. и в ордена Трудового Красного Знамени НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР на заседании факторной комиссии.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 работ в журналах, сборниках, материалах конференций (одна международная) , съездов и симпозиумов; 23 публикации моноавторские.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 260 страницах мадинописн, состоит из введения, обзора литературы, 4-х глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, указателя литературы, который включает 197 работ отечественных и 77 зарубежных авторов, иллюстрирована 37 рисунками и-.-41- таблицами.