不良作业条件下人员生理特征变化及安全人机工程学设计

不良作业条件下人员生理特征变化及安全人机工程学设计

霍佰刚

中国电子系统工程第二建设有限公司  

摘要：

本论文旨在探讨在不良作业条件下人员生理特征的变化以及与安全人机工程学设计之间的关系。通过实验测量和数据分析，我们研究了长期处于不良作业条件下的人员生理指标，并发现不良作业条件对人体产生了显著的负面影响，包括心理压力、肌肉疲劳和焦虑等。这些不良影响会导致人员在注意力、反应速度和记忆力等方面表现下降。

为了确保在不良作业条件下人员的安全和健康，我们提出了采取适当的人机工程学设计措施的必要性。这些措施旨在优化人机界面，减轻负荷，提高舒适性和可操作性。通过这些设计措施，我们可以改善人员在不良作业条件下的工作环境，减少负面影响，并提高工作效率和人员的整体工作体验。

总之，本论文的结果强调了不良作业条件对人员生理特征的影响，并强调了采取合适的人机工程学设计措施的重要性，以确保人员在不良作业条件下的安全和健康。

关键词：不良作业条件；人员生理特征；安全人机工程学设计

引言：研究不良作业条件对人员生理特征的影响具有重要意义。通过这项研究，我们可以了解不良工作条件对员工健康和安全的影响，以及对工作效率、生产力、员工满意度和离职率的影响。这将帮助我们改善工作环境，采取措施保护员工健康和安全，提高工作效率和生产力，增加员工满意度，减少离职率。此外，这项研究还有助于维护组织的形象和声誉，因为良好的工作条件也反映了组织对员工的关心和重视。因此，研究不良作业条件的影响对于员工和组织的整体福祉都至关重要。

1.不良作业条件的类型与表现

作业条件是指工作的自然、社会和技术环境、工作任务以及工作安排等综合因素的总体表现[1]。

不良作业条件是指这些综合因素达到一定强度、集中度或密度，对身心健康等方面造成伤害的作业条件[2]。这些因素可能会对工作人员的身体和心理健康造成负面影响。一般而言，不良作业条件包括但不限于以下方面：

1）工作环境：如高温、低温、潮湿、噪声、辐射、受限空间等。

2）工作方式：如长时间站立、长时间坐姿、重复性动作、单调性工作、高强度劳动等。

3）工作内容：如有害物质的接触、危险操作、高空作业等。

4）工作压力：如工作量大、工期紧、任务繁重等。

因此，不良作业条件具有广泛性和多样性，其具体定义还需根据不同行业、工作内容以及工作场所等具体情况进行分析和判断。

人员生理特征变化的机理及表现 人员生理特征变化是由一系列生物化学事件驱动的，如心率、血压、皮肤电活动等变化都是生物学响应的结果。此外，生理变化通常会引起行为和情感的变化，如情绪、集中力、注意力和要求的改变等[3]。 影响人员生理特征变化的因素分析 人员的生理特征变化是一个复杂的过程，受多种因素的影响，如环境因素、个体心境和生理机能、作业要求和体力负荷等。例如工作场所的噪声、照明、气温、湿度和空气质量等都会影响人的健康，而工作的强度、时长和疲劳程度等都会影响人的心理和生理反应。

2.受限空间的定义、特点及分类

1）受限空间的定义：根据《危险化学品企业特殊作业安全管理规范》(GB 30871—2022）及《工贸企业有限空间作业安全管理与监督暂行规定》（安监总局令总局令第59号，第80号令修订），受限空间是指指进出受限，通风不良，可能存在易燃易爆、有毒有害物质或缺氧，对进入人员的身体健康和生命安全构成威胁的封闭半封闭设施及场所。如反应器、塔、釜、槽、罐、炉膛、锅筒、管道以及地下室、窨井、坑（池）、管沟或其他封闭、半封闭场所。在工贸等行业受限空间也称为“有限空间”。

2）受限空间作业特点：①涉及行业领域广泛、地点形式多样，广泛存在于化工、电力、造纸、食品加工、市政工程、污水处理等多个行业领域。②进出口及内部空间结构导致人员进出受限，出现紧急情况时，人员不便于逃离和救援，事故救援不当，极易导致事故后果扩大，出现群死群伤的情况。③自然通风不良，易造成有毒有害、易燃易爆物质聚积或缺氧，危险有害因素主要包括：中毒、窒息、火灾爆炸、淹溺、坍塌、掩埋等。

3）受限空间的分类：①封闭或部分封闭设备：如船舱、贮（储）罐、车载槽罐、反应塔（釜）、压力容器、管道、烟道、锅炉等。②地下封闭或部分封闭空间：如地下室、地下仓库、地下工程、暗沟（渠）、窨井（沙井）、隧道、涵洞、地坑（窖）、污水池（井）、化粪池、下水道等。③地上封闭或部分封闭空间：如储藏室、酒糟池、发酵池、垃圾站、温室、冷库、粮仓、料仓等。

3.不良作业条件对人员生理特征的影响

不良的作业条件会对人员的生理特征产生负面影响。以下是一些常见的不良作业条件和其影响：

1）高强度工作：高强度工作通常需要高负荷的心理和身体劳动，长时间的高强度工作可能导致疲劳、焦虑、抑郁和其他压力相关的健康问题。

2）长时间工作：长时间的工作会导致身体疲劳、失眠和焦虑等健康问题，并增加罹患心脏病、膀胱癌和消化系统问题等疾病的风险。

3）不规则或夜班工作：不规则或夜班工作可能扰乱生物钟，导致睡眠障碍、消化问题和其他健康问题。这种工作还会增加心血管疾病和代谢疾病的风险。

4）工作环境：坏的工作环境可以导致噪声污染、气味和化学物质暴露以及其他卫生和安全问题，这些都可能导致呼吸道疾病、皮肤病和其他健康问题。

5）不良作业环境：高温环境下，人体会通过汗液蒸发等方式来散热。但是如果汗液不能及时蒸发，或者人体长时间暴露在高温环境中，就会导致身体水分和电解质的严重流失，引起中暑、晕厥甚至死亡。低温环境下，人体需要通过增加代谢率来产生热量，保持体温平衡。但如果太冷，人体极易出现冻伤、冻结等伤害。潮湿环境会使人体感到不适，并有可能导致皮肤瘙痒、过敏等问题。噪声可能会对听力产生不可逆的损伤，并引起睡眠障碍、认知能力下降、心理健康问题等。辐射也可能对人体造成刺激和伤害，对眼睛、皮肤、内脏器官等部位产生不利影响。

这些不良作业条件都可能对人员的生理特征产生负面影响，高温、低温、潮湿、噪音和辐射等因素可能会导致头痛、恶心、疲劳、头晕、失眠、肌肉疼痛等不良反应。长期受到这样的环境刺激，会导致身体各方面的损伤，包括神经系统、心血管系统、呼吸系统、内分泌等多个方面。

4.不良作业条件对人员心理特征的影响

人的心理特征是指个体在特定条件下表现出来的一系列心理状态或行为，通常分为以下几类：

1）情感和情绪：情感和情绪是人类心理特征中最基本的两个方面之一。它包括愤怒、焦虑、高兴、不满等情绪状态。

2）个性特质：个性特质是指一个人的相对稳定的行为特征和态度，如开放性、适应性、外向性、责任感等。

3）认知：认知是指个体获得、处理、存储和使用信息的能力和方式。它包括感知、思考、记忆、注意、学习、推理等各种相关因素。

4）动机：动机是指驱使人们做某些事情的内在力量。它可以影响个体的行为、选择、目标和成就等方面，比如成就动机、权力动机、社交动机等。

5）精神健康和压力：精神健康和压力是指身体和心理状况与特定工作环境的关系。当人受到危险、不确定或艰难的工作条件时，可能会产生压力、疲劳、紧张、抑郁等问题。

当人在不良的作业条件下工作时，他们可能会经受较大的心理压力和负面情绪，在长期压制下，这些负面变化可能最终会导致精神压力疾患的发生。

首先，压力和焦虑是常见的心理特征变化。人在面对不适宜或有危险性的工作环境时，感到被迫处于一种紧张状态，担心自身与身边人的安全，进而产生长时间的心理压力和焦虑，从而影响其注意力、判断力等心理行为表现。

其次，抑郁和情绪失控也可能出现。由于工作环境不佳，人可能会感到在工作上无法获得进步和奖励，并且可能因为无法处理工作中遇到的问题而感到沮丧。同时，他们还可能面临来自同事或上级的霸凌、歧视等负面影响，这些心理刺激会使人感到愤怒、不公平和受伤。当人长时间忍耐这些压力并缺乏应对方式时，也容易产生抑郁和情绪失控等心理问题。

第三，疲劳和倦怠是另一种可能的心理特征变化。当员工长时间处于高强度工作环境下，他们的身体和大脑都会感到疲劳，导致注意力下降、反应速度变慢等情况，从而影响其工作效率和创造力。同时，沉睡不当以及与亲友相处缺乏足够时间等因素也可能对人产生负面影响，导致更多的失误和错误出现。

最后，孤立和霸凌可能会使人感到无助、被遗弃或失去自信心等。这些情绪将加重他们的压力，并导致社交关系的消极影响，进而进一步恶化表现。

总体而言，不良的作业条件往往会使人处于一种紧张与压力的状态，心理特征容易出现负面变化。这些问题可能对人的身体和心理健康造成长期影响，并且最终还可能影响到组织的生产力和效率。安全人机工程学倡导在设计过程中考虑如何缓解不良作业条件的影响。例如，可以通过改善工作环境、提供适当的支持和培训等方式来增强人处理心理健康和压力的能力。这样做将不仅提高人的工作效率，还能有利于身体和心理上的健康。

5.不良作业条件对人员行为特征的影响

人的行为一般表现为自然和社会两种属性，自然属性是从生理学描述人的行为性质及其关系，而社会属性是从心理学和社会学描述人的行为性质及其关系[4]。

生理学意义的行为模式：

20 世纪 50 年代，美国斯坦福大学的莱维特 (H. 1. Leavitt)将人的生理学行为归纳为:外部刺激→肌体感受(五感)→大脑判断(分析处理)→行为反应→目标的完成。各环节相互影响，相互作用，构成了个人千差万别的行为表现[5]。从因果关系分析，外部刺激同行为反应之间具有如下特点:

第一，相同的刺激会引起不同的安全行为，如同样是听到危险信号，有的积极寻找原因、排除险情、临危不惧，有的会逃离现场。

第二，相同的安全行为有可能来自不同的刺激，如有的是领导重视安全工作，有的是有安全意识，有的可能是迫于监察部门监督，有的可能是受教训于重大事故。

根据上述人的行为反应模式，可知人为失误主要表现在人感知环境信息方面的差错;信息刺激人脑，人脑处理信息并做出决策的差错;行为差错等方面。

1)感知差错。人在生产中不断接受各方面的信息，信息通过人的感觉器官传递到中枢神经，这一过程可能出现问题即感知出现了差错。如信号缺乏足够的诱引效应，无法引起操作者注意;信息呈现时间太短，速度太快，出现认知的滞后效应;操作者对操作对象印象不深而出现判断错觉;由于操作者感觉通道缺陷(如近视、色盲、听力障碍)导致知觉能力缺陷;接受的信息量过大，超过人的感觉通道的限制容量，就会导致信息歪曲和遗漏;环境照明、眩光等情况使人产生一种错觉。

2) 判断、决策差错。正确的判断来自全面的感知客观事物，以及在此基础上的积极思维。除感知过程的差错外，判断过程产生差错的原因主要有:遗忘和记忆错误，联络、确认不充分，分析推理差错，决策差错。

3) 行为差错。常见的行为差错的原因主要有:习惯动作与作业方法要求不符;由于反射行为而忘记了危险;操作方向和调整差错;工具或作业对象选择错误;疲劳状态下行为差错;异常状态下行为差错，如高空作业、井下作业由于分辨不出方向或方位发生错误行为，低速和超速运转机器易使人麻痹，发生异常时作业人员直接伸手到机器中检查，致使被转轮卷入等。

不良作业条件对人员行为特征的影响，通常表现在以下几个方面：

1）行为变得急躁：不良作业条件下，员工可能感到焦虑、疲劳等因素，导致他们的行为变得急躁和冲动。这种情况下，员工可能会做出错误的判断，采取错误的办法来处理问题。

2）缺乏耐心：长时间处于不适宜的工作环境下，员工的耐心可能会大受影响。他们可能会对重复或单调的任务感到厌倦，导致工作效率下降。

3）容易出错：在不良的工作条件下，员工可能会面临各种干扰和障碍。由于心理压力、思维混乱等原因，员工往往更容易出现失误和错误，这会对整个工作流程产生负面影响。

4）暴躁和情绪化：不良的工作条件可能会导致员工情绪波动，让员工更加容易暴躁和情绪化。这些精神状态可能会阻碍工作流程、损害组织关系并导致工作效率低下。

5）认知反应变慢：长期处在不良的工作环境下，员工面对同样的问题时，可能会出现认知反应减缓的情况。由于精神疲劳和生理倦怠，员工的注意力难以集中，思维变得迟缓，这将影响他们的工作效率。

简言之，不良的作业条件可能会使员工的行为表现出现负面变化，表现为行动急躁、心理不稳定等。因此，在设计人机交互界面时，需要考虑员工的行为状态，从而提供相应的提示和支持。同时，也需要从组织发展和管理角度入手，制定合理的管理策略，使工作压力在员工承受范围内，减少这些不利影响。

6.安全人机工程学设计策略

安全人机工程学是以人为本的设计思想，非常注重产品或系统对用户的舒适性、易用性和安全性。下面是一些基于安全人机工程学的设计策略：

1）考虑人体工效学：在设计产品或系统时，应该深入了解人体生理特征，如视觉、听力、注意力、反应速度等，以便确保产品或系统的可靠性和效率，最大限度地消除人为误操作产生的危险。

2）依据使用场景设计： 安全人机工程学强调在用户熟悉、创造环境中设计产品或系统。任何设计都应该基于实际的使用情况。这可以减少不必要的误解和困难，并让用户感到方便。

3）提供反馈机制： 反馈机制可使产品或系统更加安全，确保正确使用，并及时发现错误并予以纠正。用户在使用中可以得到明确的指导，同时鼓励执行正确的操作方法。

4）符合人类心理需求： 心理因素会影响用户的使用行为，因此，应该注意产品或系统是否能够满足用户心理需求。例如替代恐惧、满足好奇心、避免长时间的单调操作等。

5）人机界面的美学： 除了必要的功能和操作性，同样重要的是产品或系统的美观与易用的结合。在设计时应该考虑用户体验，不降低安全性的前提下追求良好的使用感受。

总之，在设计过程中，要将用户体验放在重要位置，注重细节、注意交互机制设计，以及为产品提供最佳效能而进行协调。这些策略可以帮助设计出更加安全、稳定和可靠的产品或系统，同时也可以提高用户体验和满意度。

7.安全人机工程学在设计中的应用

安全人机工程学是一门研究如何在产品或系统设计中使用户能够更安全，高效地使用的学科。它在各个领域中都有广泛的应用，以下是安全人机工程学在设计中的一些具体应用：

1）用户分析：在用户分析阶段，安全人机工程学需要研究和了解用户的需求、习惯、心理特征和工作环境等因素，以此为基础进行人机界面设计。可通过各种方法来分析用户，包括用户文化背景、年龄、性别、职业、知识水平等维度，进而确定人机交互设计的要素和内容。

2）任务分析：在任务分析阶段，安全人机工程学需要对系统的运行环境和用户需要完成的任务进行分析，以便更好地设计人机界面并使用户高效率的完成工作。例如，通过对操作流程的优化，可以降低用户犯错率和加快操作速度，从而提高系统的易用性和效率。

3）人机界面设计：在人机界面设计阶段，安全人机工程学需要关注人机接口设计的易用性和可用性，并根据用户分析和任务分析的结果制定适当的人机界面元素、指令、命名和颜色等视觉元素的规范，使之更加符合用户体验。

4）测试和评估：在测试和评估阶段，安全人机工程学将人机界面设计方案验证和测试后，得出有关系统的可用性、易用性、安全性等各方面指标，以检查其是否和用户需求相符合，并做出改进策略。此外，也可以通过用户调查、记录统计分析等方式对系统的性能进行评估并作为反馈结果应用于优化设计。

5）不断优化改进：在实施过程中，安全人机工程学强调不断优化改进，积极收集用户反馈意见和建议、持续推动创新研究与技术调整等，不断提升人机交互的效果和用户体验，并保证系统长期处于最佳状态。

结论：

安全人机工程学在设计中的应用需要注重人机交互、任务设计和测试评估等方面，同时贯彻“用户至上”的原则，以保证人机交互的效率、安全性和易用性，并不断追求更加完美的设计。

参考文献

[1]文福春.浅谈受限空间作业安全风险管控的措施[J].化工安全与环境.2023,36(04):65-68.

[2]田中法.科考船海上作业风险管理[J].中国船检.2023(03):78-81.

[3]董庆国.邱木强.孙振洲.受限空间作业气体检测机器人设计及应用[J].化工安全与环境.2022,35(47):7-10+12.

[4]吕昌.机电安装有限空间作业的风险预控与安全对策[J].建筑安全.2022,37(11):66-68.

[5]张健.受限空间作业风险分析与安全防范措施[J].石化技术.2022,29(08):147-148+213.