第三章 人的生理和心理及生物力学特性

第1页第三章人的生理和心理及生物力学特性第一节人的生理特性一、人的感知特性1、人的感知反应过程•人机系统（见图3-1）•人的神经系统结构（见图2）第2页图3-1人机系统图第3页图2人的神经系统结构神经系统中枢神经周围神经脊髓按解剖分脑神经；脊神经按功能分感觉（传入）神经运动神经（传出）脑：延髓；脑髓；中脑；间脑；小脑；大脑躯体运动神经（支配骨骼肌)植物性神经（支配内脏器官）第4页2、感觉的基本特征•人的各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限。（表3-1）•从人的感觉阈限来看，刺激本身必须达到一定强度才能对感受器官发生作用。（表3-2）•一种感受器官只能接受一种刺激和识别某一种特征。第5页表3－2人体主要感觉阈值感觉感觉阈下限上限视觉（2.2～5.7）×10-17J（2.2－5.7）×10-8J听觉1×10-12J/m21×102J/m2嗅觉2×10-7kg/m3味觉4×10-7(硫酸试剂摩尔浓度)触觉2.6×10-9J温度觉6.28×10-9kg·J/m2·s9．13×10-6kg·J/m2·s振动觉振幅2.5×10-4mm第6页3、知觉的基本特征人的知觉一般分为空间知觉，时间知觉，运动知觉与社会知觉等，它们有如下共同特征：•知觉的整体性（见图3）•知觉的理解性（见图4）•知觉的恒常性•知觉的选择性第7页图3知觉的整体性第8页图4知觉的理解性第9页4、人的视觉及其特性•（1）人眼的构造眼球的基本结构（见图6）眼球的水平解剖图（见图3-2）•（2）视觉的基本参数波长和强度效应视角（见图3-3）视力视野（见图3-4，图3-5）视距（见表3-3）色觉第10页图6人眼球的基本结构第11页图3－2眼球的水平解剖图第12页图3－3视角LDarctg22＝第13页图3－4人的水平视野和垂直视野第14页图3－5人对不同颜色的视野第15页（3）常见的几种视觉现象•暗适应与明适应（见图3-6）•眩光•视错觉（见图3-7a，图3-7b，图3-7c）第16页图3－6暗适应和亮适应曲线第17页图3－7a几种常见视觉错误第18页图3-7b一系列视错觉图第19页（4）视觉运动规律•眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的东西，后看到垂直方向的东西。•视线运动的顺序习惯于从左到右，从上至下，顺时针进行。•对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、迅速、且不易疲劳。•当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，观察率优先的顺序是左上、右上、左下、右下。•两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在操作中一般不需要一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。•人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。•颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。当人们从远处辨认前方的多种不同颜色时，其易于辨认的顺序是红、绿、黄、白。当两种颜色相配在一起时，易于辨认的顺序是：黄底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字等。第20页5、听觉特性（1）人耳构造和听觉过程（见图3-8，图3-9）（2）听觉特征•可听范围（见图3-10）•可听声音的强度（见图3-11）•方向敏感度•掩蔽效应第21页图3－8人耳的构造第22页图3-9人耳的剖面图第23页图3－10年龄对听力敏感性的影响第24页图3-11人的听觉阈限第25页6、人的嗅觉、味觉和肤觉特性（1）嗅觉（2）味觉（3）肤觉•触觉（触觉感受器见图10，触觉阈限）•温度觉•痛觉（见图11）第26页图10部分触觉感受器第27页图人的痛、温度和粗略触觉传导通路第28页二、人的反应时间1、定义2、影响反应时间的影响因素•随感觉通道不同而不同（见表3-4）•与运动器官有关（见表3-5）•与刺激性质有关（见表3-6）•随执行器官不同而不同（见表3-7）•与刺激数目的关系（见表3-8）•与颜色的配合有关（见表3-9）•与年龄有关（见表3-10）•与训练有关第29页表3－4反应时间随感觉通道的变化T（秒）听觉触觉视觉嗅觉味觉咸味甜味酸味苦味0.115～0.1820.117～0.2010.188～0.2060.200～0.3700.3080.4460.5231.082动作部位动作特点最少平均时间（ms）手握取直线曲线70220旋转克服阻力不克服阻力720220脚直线的克服阻力的360720腿直线的脚向侧面360720～1460躯干弯曲倾斜720～16201260表3－5反应时间与运动器官的关系第30页表3－7执行器官的反应时间动作部位动作特点最少平均时间（ms）手握取直线曲线70220旋转克服阻力不克服的720220脚直线的克服阻力的360720腿直线的脚向侧面360720～1460躯干弯曲倾斜720～16201260表3－6反应时间与刺激性质的关系执行器官反应时间（ms）右手左手右脚左脚147144174179第31页表3－8反应时间与刺激数目的关系刺激选择数12345678910反应时间（ms）187316364434485532570603619622表3－9反应时间与颜色的关系表3－10年龄与反应时间的关系年龄2030405060反应时间相对值100104112116161颜色对比白与黑红与绿红与黄红与橙平均反应时间（ms）197208217246第32页三、人体活动过程的生理变化与适应1、人体活动时机体的调节与适应•神经系统•血管系统（心率、血压、血液再分配、血液成分）•呼吸系统•体温调节2、脑力劳动时机体的调节与适应3、人体信息处理系统4、人体节律周期和昼夜周期第33页四、环境因素对生理功能的影响及作业环境分级1、粉尘作业环境•粉尘及其危害•工业粉尘的卫生标准和管理标准（见表3-11）第34页表3－11《生产性粉尘作业危害程度分级》生产性粉尘中游离SiO2含量工人接尘时间肺总通气量（升/日人）生产性粉尘浓度超标倍数0～1～2～4～8～16～32～64≤10％－4000－600060000ⅠⅡⅢⅥ10－40％－4000－6000600040－70％－4000－6000600070％－4000－60006000第35页2、环境化学因素及其危害•（1）工业生产中的毒物及中毒•（2）生产中常见毒物对人体的影响一氧化碳（见表3-12）/二氧化碳（见表3-13）/二氧化硫/氯气（表3-14）/铅/汞/熏烟/雾滴•（3）工业毒物的卫生标准和管理标准（见表3-15～3-18）第36页表3－12一氧化碳对人体影响与浓度的关系浓度ppm对人体产生的影响100400～500600～7001000～12001500～20004000以上数小时对人体无影响1小时内无影响1小时后有时会引起不快感1小时后会引起不快感1小时后会有危险1小时内即有危险接触时间（min）浓度（％）人体中毒症状1040802.01.61.4轻度精神紧张，感觉变化，轻度听力减退，呼吸频率增高。1040803.52.82.4恶心，头晕，呼吸急促，视觉辨别能力下降1040807.96.86.1昏迷，严重意识丧失。表3－13二氧化碳对人体影响与浓度的关系第37页表3－14氯对人的急性中毒反应浓度人体反应mg/m3Ppm0.061.53～91890120～18030030000.020.051～363040～601001000嗅觉阈浓度有气味有明显气味，刺激眼、鼻刺激咽喉致咳引起剧咳接触30～60min，可能引起严重损害可能造成致命损害可危及生命第38页表3－1556种毒物危害级别危害级别毒物名称Ⅰ级（极度危害）汞及其化合物、苯、砷及其无机化合物、氯乙烯、铬酸盐重铬酸盐、黄磷、铍及其化合物、对硫磷、羰基镍、八氟异丁烯、氯甲醚、锰及其无机化合物、氰化物、三硝基甲苯Ⅱ级（高度危害）铅及其化合物、二硫化碳、氯、丙烯青、四氯化碳、硫化氢、甲醛苯胺氟化氢、五氯酚及其钠盐、镉及其化合物、敌百虫、氯丙烯、钒及其化合物、溴甲烷、硫酸二甲酯镍、甲苯二异氰酸酯、环氧氯丙烷、砷化氢、敌敌畏、光气、氯丁二烯、一氧化碳、硝基苯Ⅲ级（中度危害）苯乙烯甲醇、硝酸、硫酸、盐酸、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、二甲基酰胺、六氟丙烯、苯酚、氮氧化物Ⅳ级（轻度危害）溶剂汽油、丙酮、氢氧化钠四氯乙烯、氨第39页表3－16毒物危害权种系数毒物危害程度级别DⅠ级（轻度危害）Ⅱ级（中度危害）Ⅲ级（高度危害）Ⅳ级（极度危害）8421表3－17有毒作业时间权系数有毒作业劳动时间（h）L≤2〉2～5〉5123指数范围级别C≤00C≤66C≤2424C≤96C960级（安全作业）一级（轻度危害作业）二级（中度危害作业）三级（重度危害作业）四级（极度危害作业）表3－18有毒作业分级表第40页3、物理因素危害•高温（见表3-19，表3-20）•低温（表3-21、表3-22、表3-23）•噪声（表3-24）•振动•辐射第41页表3－19高温作业分级表接触高温作业时间minWBGT指数oC25～2627～2829～3031～3233～3435～3637～3839～4041～42≥43≤120ⅠⅠⅠⅠⅡⅡⅡⅢⅢⅢ121～240ⅠⅠⅡⅡⅢⅢⅣⅣ－－241～360ⅡⅡⅢⅢⅣⅣ－－－－≥360ⅢⅢⅣⅣ－－－－－－第42页表3－20高温作业允许持续接触热时间限值工作地点温度oC轻劳动中等劳动重劳动30～3280706032～3470605034～3660504036～3850403038～4040302040～4230201542～44201010第43页表3－21低温作业分级表冷水作业时间率（％）温度范围oC≤5～10≤0～－5≤－5～－10≤－10～－15≤－15～－20－20≤2525～5050～7575ⅠⅠⅠⅡⅠⅠⅡⅡⅠⅡⅡⅢⅡⅡⅢⅢⅡⅢⅢⅣⅢⅢⅣⅣ第44页表3－22工厂车间内作业区的空气温度和湿度标准第45页表3－23冷水作业分级表冷水作业时间率（％）≤12～1010～88～66～44～22～0≤2525－5050－7575ⅠⅠⅠⅡⅠⅠⅡⅡⅠⅡⅡⅢⅡⅡⅢⅢⅡⅢⅢⅣⅢⅢⅣⅣ第46页表3－24噪声作业分级级别指数表噪声危害程度指数范围级别安全作业I≤00轻度危害作业0I≤1Ⅰ中度危害作业1I≤2Ⅱ高度危害作业2I≤3Ⅲ极度危害作业I3Ⅳ第47页第二节人的心理特性认识过程：如感觉、知觉、记忆、注意、思维、想象心理过程特性情感过程：如情绪与情感意志过程：如意志个性心理特征：如需要、动机、兴趣、能力、气质、性格、世界观心理特性一、心理学概述第48页二、心理特性与安全1、注意•当心理活动指向或集中于某一事物时，就是注意。•从生理上，心理上不可能始终集中注意力于一点。•不注意的发生是必然的生理和心理现象，不可避免。•不注意就存在于注意之中。第49页自动化程度越高，监视仪表等工作最容易发生不注意。预防不注意产生差错的方法如下：•1）建立冗余系统，为确保操作安全，在重要岗位上，多设l～2个人平行监视仪表的工作；•2）为防止下意识状态下失误，在重要操作之前，如电路接通或断开、阀门开放等采用“指示唱呼”，对操作内容确认后再动作；•3）改进仪器、仪表的设计，使其对人产生非单调刺激或悦耳、多样的信号，避免误解。第50页2、情绪与情感•情绪、情感是人对客观事物的一种特殊反应形式。•情绪、情感为三种因素所制约：环境影响、生理状态和认识过程。其中认识过程起关键作用。•情绪状态可分为心境，激情，应激。•情感是在人类社会历史发展过程中形成的高级社会性情感，人类社会性情感可归结为道德感、理智感和美感。第51页图3－14安全操作水平与情绪激动水平关系图第52页•情绪激动水平的高低是外界（环境的、社会的）刺激情景引起的，因此，改变外界刺激可以改变情绪的倾向和水平。从组织管理上（包括思想工作、安全检查、劳动组织等）及个体主观上若能注意创造健康稳定的心理环境并用理智控制不良情绪，由情绪水平失调导致的不安全行为就可以大幅度下降。•安全检查表中有一栏目，调查工人有无家庭纠纷、打架、赌气等事件发生。如影响工人情绪较大，可采取换班休息、谈话等方式，不使工人带着沉重的情绪进人操作岗位。实践证明，这是行之有效的安全措施。第53页3