А.Е. Аствацатуров
Инженерная экология
Учеб. пособие. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ. 2006

Глава 8. Человек в технической системе

8.1. Роль человека в решении экологических задач

Развитие техники в процессе научно-технического прогресса текущего столетия привело к появлению огромного разнообразия машин и оборудования, используемых в промышленности, на транспорте, в строительстве, сельском хозяйстве, геологии, медицине, научных исследованиях, а также в военных целях. С увеличением мощности техники возрастали сложность управления машинами и загрязнение природной среды. Стали возникать новые технические задачи, решение которых требует научного понимания того, как ведут себя люди в сложных системах управления техникой и какие ситуации могут быть в экосистемах биосферы в связи с все возрастающим их загрязнением антропогенными выбросами. Главной целью решения задач подобного рода было обеспечение безопасности жизнедеятельности человека и экосистем. Сохранение жизнедеятельности и работоспособности человека, по существу, означает, что организм способен адекватно выполнять весь комплекс кибернетических и метаболических функций. В чем же состоят эти функции? Информационно-кибернетические функции предполагают: а) восприятие важнейших факторов внешней среды; б) поиск и выбор оптимальных форм поведения в соответствии со средой и в) выполнение их. Метаболические (от греч. metabole - перемена, обмен веществ в организмах) функции состоят в том, чтобы предоставить организму необходимые вещества и энергию, а также поддерживать целостность всех структур организма.

Раньше большинство задач, связанных с присутствием человека в технических системах, а также решение проблем изготовления и применения технических средств, их согласование со свойствами организма как управляющего органа осуществлялись эмпирически. Оператору приходилось приспосабливаться к системам управления часто за счет преждевременного утомления, ошибок, а иногда и травм, что совершенно недопустимо в эргатических системах. Так возникла необходимость учитывать человеческий фактор при разработке систем, включающих взаимодействие человека и техники. Научное направление, изучающее влияние человеческого фактора (психофизиологии, антропометрии оператора) на производительность системы “человек - техника – среда”, появилось в последние десятилетия и получило название эргономики. Вместе с проблемой определения поведения человека-оператора в проектируемой системе возникла не менее важная проблема - установить, как будет влиять разрабатываемое техническое средство на окружающую среду и жизнедеятельность экологических систем. Прогнозирование поведения человека-оператора, а также загрязнений природной среды необходимо вести методами, совместными с описанием действия машины, т.е. моделировать и прогнозировать поведение оператора и загрязнение окружающей среды как компонент системы “человек - техника – среда”. Применение подобных моделей несколько ограничено по той причине, что методы, например, используемые для описания действия человека, не охватывают действительного разнообразия его действий. Поэтому, чтобы приносить пользу, моделирование не обязательно должно предоставлять точные и подробные прогнозы. Если модели помогают инженеру осмыслить поведение людей и степень загрязнения окружающей среды и дают возможность выделить существенные факторы и разработать эксперимент или модель для решения насущных проблем, это уже полезные модели. Такое моделирование полезно и имеет большое значение для процесса обучения, а также в практической деятельности.

Взаимодействие систем организма и различных технических средств можно наблюдать повседневно во всех областях современной жизни. В общем случае все такие комплексы являются биотехническими и конструктор-разработчик технических средств должен согласовывать их характеристики с биологическими потребностями человека. Важнейшими проблемами систем “человек – техника” становятся проблемы охраны экологической среды от губительных последствий промышленного производства. В любом случае проектирование техники, выполнение гигиенических и эргономических требований (для обеспечения условий обитания человека) и экологических нормативов (для защиты среды) является обязательным условием оптимального решения задач конструирования. Отсюда вытекает необходимость проектирования и разработки систем, в которые входят как компоненты человек, технические средства и окружающая среда. Понятие "проектирование и разработка эргатических систем" в современном мире широко используется многими отраслями промышленности, в том числе в самолетостроении, кораблестроении, при строительстве космической техники, военными учреждениями и поставщиками военной продукции.