W003410 Дипломная работа Негативные физические факторы в кабине машиниста электропоезда. Разработка мероприятий по их снижению

ВВЕДЕНИЕ

Ухудшение состояния здоровья человека и развития профессиональной патологии, в особенности на промышленных предприятиях и транспорте – очень серьезная проблема нашего времени.

Труд железнодорожников, численность которых в настоящее время превышает более 2 млн. человек, нередко протекает в неблагоприятных, зачастую вредных условиях, определяемых спецификой той или иной профессии. Поскольку условия труда являются определяющими в развитии профессиональной заболеваемости, существенное внимание должно быть обращено на выяснение причин и последствий воздействия вредных производственных факторов на здоровье работников железнодорожной отрасли.

В первую очередь внимание следует обратить на условия труда локомотивных бригад (машиниста и его помощника), поскольку работа на локомотиве требует от машиниста предельной мобилизации всех своих возможностей, а его профессиональная деятельность отличается высоким уровнем тепловой и эмоциональной напряженности. В подобных стрессовых условиях надежность деятельности машиниста резко снижается - появляются ошибки в виде неправильных или несвоевременных действий.

Согласно международным статистическим данным ошибки в деятельности водительских профессий являются причиной большого количества аварий и катастроф, причем на железнодорожном транспорте присутствует самый большой процент (в авиации - до 50-80%, на флоте - до 60%, на железнодорожном транспорте - до 80%).

Помощник в кабине нужен по двум причинам. Во-первых, физически невозможно управлять поездом одному человеку, поскольку в ходе движения регулярно возникает необходимость одновременно выполнять несколько технических операций в разных местах. Во- вторых для подстраховки на случай потери трудоспособности машинистом. Ясно, что железнодорожный транспорт приносит огромную пользу экономике страны. Разумеется, локомотивная бригада - это сотрудники, без которых народное хозяйство просто остановится.

Шум, вибрация, монотонность труда, оказывают отрицательное действие на состояние и работоспособность человека-оператора, вызывая снижение внимания и изменяя его время реакции. Также доказано, что систематическое влияние физических воздействий приводит к развитию у людей неврозов, нарушают работоспособность, память, внимание, что может непосредственно сказываться на безопасности движения.

Работники локомотивной службы имеют в среднем на 20% большую частоту суммарной заболеваемости по всем классам болезней, чем работники других структурных подразделений.

Целью данного дипломного проекта является анализ негативных физических факторов в кабине машиниста электропоезда и разработка мероприятий по их снижению.

Задачи дипломной работы:

- изучение литературы по научным основам защиты от вредных воздействий на железнодорожном транспорте;

- оценка влияния шума, вибрации на организм;

- анализ современных методов защиты от шума, вибрации на железнодорожном транспорте;

- разработка мероприятий по снижению шума и вибрации в кабине элктропоезда;

- сравнительные расчеты уровней шума и вибрации после предложенных мероприятий по снижению неблагоприятных факторов на организм машиниста электропоезда.

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАБОТЕ ЛОКОМОТИВНЫХ БРИГАД

1.1 Особенности работы локомотивных бригад

Работа локомотивных бригад организуется по именным графикам сменности или по безвызывной системе. В других случаях, а также в случаях нарушения работы по графикам сменности локомотивные бригады назначаются на работу по вызову. Способы вызова устанавливаются правилами внутреннего трудового распорядка.

Обеспечение своевременной сменяемости и предотвращения переработки сверх нормальной продолжительности смены бригад маневровых локомотивов и локомотивов с вывозными и передаточными поездами не допускается отправление этих бригад на другие железнодорожные станции, если время окончания поездки превысит установленное время смены.

По каждому пункту явки локомотивных бригад работодателем с учетом мнения предоставленного органа работников устанавливается предельно допустимое время нахождения локомотивных бригад на работе с момента явки, по истечении которого отправление их в поездку запрещается.

Продолжительность непрерывной работы локомотивных бригад более 7 часов при шестидневной рабочей неделе, но не более 12 часов при работе с двукратным обращением локомотивных бригад с проездом мимо основного пункта (основное депо, пункт подмены по месту их жительства), а также при изменении режима работы локомотивных бригад в период действия графика сменности утверждается работодателем (начальником железной дороги) с учетом мнения представительного органа работников. В случае доведения поезда до железнодорожной станции для смены локомотивной бригады, при необходимости, продолжительность непрерывной работы с согласия ее работников может быть увеличена работодателем, но не должна превышать 12 часов.

Продолжительность непрерывной работы локомотивных бригад устанавливается в соответствии с графиком движения поездов и вариантным графиком поездов, разрабатываемыми в связи с предоставлением «окон» в движении поездов в границах участка обслуживания во всех видах движения поездов с учетом затрат рабочего времени, принятых к расчету при разработке норм выработки.

Продолжительность непрерывной работы машинистов поездного движения, обслуживающих локомотивы без помощников, не может превышать 7 часов.

Время следования работников локомотивных бригад от места постоянной работы к пункту (железнодорожной станции), назначенному для приема локомотива (поезда), если они не приняты на эти пункты на постоянную работу, а также время возвращения к месту постоянной работы после сдачи локомотива (поезда) включается в их рабочее время и не включается в продолжительность непрерывной работы.

Продолжительность непрерывной работы локомотивных бригад пригородных поездов, как правило, не может превышать 10 часов при работе с ночным отдыхом в пункте оборота локомотивных бригад суммарная продолжительность рабочего времени не должна превышать 12 часов, а непрерывной работы после отдыха – 6 часов. Режим работы с большей продолжительностью рабочего времени устанавливается в порядке, предусмотренном пунктом 16 настоящего Положения.

Для локомотивных бригад запрещаются поездки более двух календарных дней подряд в период с 0 часов до 5 часов местного времени. Это требование не распространяется на локомотивные бригады, возвращающиеся из пункта оборота локомотивов или пункта подмены локомотивных бригад в качестве пассажиров.

1.2 Условия труда локомотивных бригад

Внедрение новой техники позволяет значительно улучшать условия труда. На современных локомотивах бригада освобождена от тяжелой физической работы. В кабине машиниста созданы хорошие, условия, улучшена планировка кабины, ликвидированы сквозняки и стабилизированы параметры микроклимата.

К опасным вредным производственным факторам, воздействующим на локомотивные бригады, относятся: опасный уровень напряжения и тока в электрических цепях, движущиеся части оборудования, повышенный уровень шума и вибрации на рабочих местах, повышенные (пониженные) температура и подвижность воздуха рабочей зоны, недостаточная освещенность и контрастность на панели управления, нервно-психические перегрузки, гиподинамия (обездвиженность) и др.

Опасность представляет также обслуживание вспомогательных машин, размещенных вне аппаратной камеры электровозов; пускорегулирующей аппаратуры силовых цепей. На электровозах более 90% всех случаев с тяжелым исходом происходило на крыше электровоза от непосредственного прикасания к контактному проводу при ремонте и регулировке аппаратуры. Схема электровоза(рис.1.2).

1 - индуктирующие шунты; 2 - пусковые резисторы; 3 - мотор-вентилятор; 4 - форкамера; 5 - жалюзи; 6 - вилитовый разрядник; 7 - вспомогательный компрессор; 8 - мотор-компрессор; 9 - тяговые двигатели; 10 - блок аппаратов; 11 - быстродействующий выключатель; 12 - катушка приемная автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН).

Рисунок 1.2 - Схема электровоза

Значительная часть заболеваемости локомотивных бригад вызвана простудами, зависящими от микроклимата в кабине машиниста.

Зимой температура в кабине машиниста во многом зависит от продолжительности времени открытия окна. Наблюдается разница температуры в кабине машиниста по высоте, которая достигает 8 – 20° С. При открытых окнах резко отличается температура воздуха в середины кабины и у боковой стенки.

Создание благоприятного микроклимата и нормальной воздушной среды в кабине машиниста улучшает самочувствие локомотивной бригады, повышает внимание и работоспособность. В противном случае могут создаться предпосылки для нарушения процесса терморегуляции, которые могут приводить к функциональным сдвигам в организме человека.

2. ВОЗДЕЙСТВИЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ФАКТОРОВ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ НА ОРГАНИЗМ МАШИНИСТА ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

Различными неблагоприятными для здоровья факторами характеризуется железнодорожный транспорт, которые превышают предельно допустимые уровни. Главные из них:

 пыль,

 шум;

 вибрация.

Кроме того, имеют место физическое и нервноэмоциональное напряжение, вынужденные неудобные позы. Особенно опасны токсические токсико-раздражающие воздействия, контакты с аллергенами и канцерогенами. В силу частой и быстрой смены климатогеографических зон при движении транспорта усиливается воздействие неблагоприятных микроклиматических воздействий. Также на машинистов и их помощников, существенно воздействуют психоэмоциональные перегрузки.

2.1 Влияние шума и вибрации на организм человека

Шум и вибрация - один из самых распространенных неблагоприятных факторов условий труда на производстве, в строительстве и на транспорте. Среди профессиональных заболеваний вибрационная болезнь и неврит слуховых нервов наиболее распространены и в сумме составляют около одной трети общего числа профессиональных заболеваний.

Шум и вибрация большой интенсивности - не только вредные факторы производственной среды, вызывающие профессиональные заболевания, утомление и прочее. Под воздействием шума и вибрации существенно снижается производительность труда. Снижение шума до нормы увеличивают производительность труда на 10-15%.

Соответствие виброакустических характеристик электровозов требованиям норм по шуму и вибрации - один из важных экономических критериев, по которым определяется техническое состояние и качество машины. За рубежом снижение на 1 дБ шума, производимого машиной, автоматически означает повышение ее цены на 1% и более. Сравнимый эффект может быть получен и от снижения до нормы вибрации. Все вышесказанное позволяет утверждать, что защита от повышенных норм шума и вибрации - важнейшая народнохозяйственная проблема.

Многочисленными медицинскими исследованиями в нашей стране и за рубежом доказано вредное влияние на человека продолжительного шума высокой интенсивности. Повышенный шум воздействует не только на органы слуха (специфические изменения), но и на весь организм (неспецифические изменения) Как правило, у работающих в условиях повышенного шума через пять лет появляются явления тугоухости, а через 10 лет и более поражается слух.

Неспецифическое действие шума проявляется во влиянии в первую очередь на центральную нервную систему. При длительном действии повышенного шума возникают такие явления как раздражительность, апатия, подавленное настроение, ослабление памяти и др. Замедляется скорость психических реакций, снижается темп работы, ухудшается качество переработки информации. Со стороны сердечно-сосудистой системы наблюдается повышение артериального давления.

2.2 Воздействие шума

Шумом называют любой нежелательный звук или совокупность таких звуков. При гигиенической оценке шумов на рабочих местах следует иметь в виду их возможное мешающее, вредное или травмирующее действие на организм человека.

Звуком называют колебания частиц воздушной среды, воспринимаемые органом слуха.

Тон звука оценивают числом колебаний в секунду, т.е. его частотой. Частота колебаний измеряется в герцах (Гц); один герц - одно колебание в секунду. Ухо человека воспринимает звуки с частотами в диапазоне от 20 до 20 000 Гц.

Для гигиенической оценки шумов практический интерес представляет звуковой диапазон частот от 45 до 11000 Гц, включающий восемь октавных полос со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Звуковые колебания вызывают в воздушной среде повышения и понижения давления относительно атмосферного давления; разность между ними называют звуковым давлением. Так как звуковые давления изменяются во времени, то их оценивают среднеквадратической величиной с усреднением в зависимости от временной характеристики шумомера (рис.2.1).

Рисунок 2.1- Профессиональный шумомер с регистратором ET-958 - ООО «НПП»

Звуковое давление измеряют в ньютонах на кв. метр. Эта единица в Международной системе единиц называется паскалем (1 Па=1 Н/м ).

Орган слуха различает не разность, а кратность изменения звуковых давлений, поэтому интенсивность звука принято оценивать не абсолютной величиной звукового давления, а его уровнем, т.е. отношением создаваемого давления к давлению, принятому за единицу сравнения.

Изменение субъективного восприятия шума отличается от изменения его уровня звукового давления: изменению уровня звукового давления на 5, 10, 15 и 20 дБ соответствует изменение его громкости в 1,4, 2, 3 и 4 раза.

Проявление шумовой патологии могут условно подразделены на специфические изменения, наступающие в органе слуха и неспецифические, возникающие в других органах и системах.

Шум, являясь общебиологическим раздражителем, в определенных условиях может влиять на все органы и системы целостного организма, вызывая разнообразные физиологические изменения. Воздействуя на организм как стресс-фактор, шум вызывает изменение реактивности центральной нервной системы, следствием чего являются расстройства регулируемых функций органов и систем. Доказано, что основная роль в развитии шумовой патологии, в первую очередь в поражении звукового анализатора, принадлежит интенсивности шума. При этом многие исследователи считают, что изменения в нервной системе могут наступать значительно раньше, чем в звуковом анализаторе.

Орган слуха как биологическая система в условиях шумовой нагрузки должен выполнять 2 функции: снабжать сенсорной информацией организм, что позволяет последнему приспособиться к окружающей обстановке (ориентирование, связь, избегание и т.д.), и обеспечивать самосохранение, т.е. противостоять повреждающему воздействию входного сигнала.

В условиях шума эти функции вступают в противоречие. С одной стороны, орган слуха должен обладать высокой разрешающей чувствительностью к полезным сигналам, а с другой - в целях приспособления к шуму слуховая чувствительность должна снижаться. В шумовой обстановке организм вырабатывает компресcионное решение, что выражается во временном смещении порогов (ВСП) слуховой чувствительности, т.е. с внутренней адаптации органа слуха с одновременным снижением адаптационной способности организма в целом.

Сравнительные исследования адаптации органа слуха у еще неадаптированных к интенсивному шуму людей и у работающих в условиях воздействия шума в течение нескольких лет оказали, что ВСП у последних менее выражено и наступает раньше. Нормально функционирующая система с хорошей подвижностью нервных процессов должна реагировать на звуковую нагрузку выраженным сдвигом порога. В этом плане низкое временное смещение порога у лиц, впервые попавших в условия воздействия мощного шума, можно рассматривать как признак недостаточности или истощения нервной системы. Подобное явление отмечено у некоторых лиц, длительно время работающих в условиях шума, когда наряду с неизменным слухом диагностируют ведущие симптомы шумовой патологии (астеновегетативный синдром, астеническое состояние).

Длительное (в течение многих часов) повышение слуховых порогов, которые все же возвращаются в результате восстановления исходной слуховой чувствительности к началу очередного шумового воздействия, может рассматриваться как начало кумуляции эффекта утомления.

Наиболее «шумоопасными» участками на железнодорожном транспорте являются: подвижной состав, служба ремонта пути и предприятия железнодорожного транспорта.

Электровоз - наиболее распространенный источник шума на железной дороге. Общий уровень шума в кабинах эксплуатируемых электровозов старых серий (которые все еще используются на некоторых участках сети дорог) колеблется в значительных пределах и составляет на стоянке от 75 до 95 дБ. При движении электровозов с повышением скорости движения и увеличением нагрузки резко возрастает и достигает 90-110 дБ. В кабинах последних лет постройки значение шума значительно ниже предельно допустимых параметров.

В кабинах локомотива шум от работы силовых и вспомогательных установок невелик. Поэтому относительно более существенный вклад в общий уровень шума вносит процесс взаимодействия колеса и пути. На старых сериях тепловозов регистрируются уровни шума, превышающие предельно - допустимый уровень до 12-15 дБ. На новых локомотивах параметры шума, как правило, значительно ниже (на 5-8 дБ) предельно-допустимого уровня.

Интенсивный шум приводит, в первую очередь, к развитию профессиональной тугоухости и влияет на весь организм, вызывая различные экстрауральные нарушения в органах и системах (сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной, пищеварительной).

Особое значение интенсивный шум имеет для лиц тех железнодорожных профессий, профессиональная деятельность которых проходит в условиях повышенного нервно-эмоционального напряжения, например, лица водительских профессий. При этом шум способствует развитию преждевременного утомления, нарушает сон и отдых, обуславливая снижение операторских функций и производительности труда.

Наибольшее число заболеваний профессиональной тугоухостью в настоящее время официально регистрируется среди машинистов - электровозов - тепловозов - более 30%.

Наибольший риск развития профессиональной тугоухости имеют машинисты тепловозов и электровозов со стажем работы в профессии более 14 лет, при этом риск развития профессиональной тугоухости наибольший при работе в классе условий труда 3.1-3.3.

2.3 Воздействие вибрации

Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Характер, глубина и направленность физиологических сдвигов различных систем организма определяются уровнями, спектральным составом вибрации, а также физиологическими свойствами тела человека. В генезе этих реакций важную роль играют анализаторы - вестибулярный, двигательный, зрительный, кожный и др.

Следует отметить важную роль биохимических свойств человеческого тела в субъективном восприятии вибрации. Действие вибрации на организм опосредуется следующими явлениями: физиологическим воздействием на поверхность контакта; распространение колебаний по тканям; непосредственной реакцией на воздействия в органах и тканях, а также раздражением механорецепторов, вызывающим нейрорефлекторные и субъективные реакции. При этом первый этап определяется входным механическим импедансом; второй - механическими свойствам тканей и структур тела; третий - типом и количеством раздражаемых рецепторов, а также в зависимости от механических свойств тела.

В настоящее время накоплен экспериментальный и клинический материал, подчеркивающий роль рефлекторных влияний ЦНС в возникновении функциональных сдвигов в нервно-мышечном аппарате у лиц, подвергающихся воздействию вибрации.

Эти исследования позволяют полагать, что расстройства двигательной функции, возникающие под воздействием вибрации, обусловлены как нарушениями регуляторных воздействий ЦНС, так и поражением мышц. При этом преобладание диффузных сдвигов может быть объяснено преимущественными изменениями в деятельности супрасинальных структур, тогда как большая выраженность локальных изменений в мышцах может быть связана с их непосредственной травматизацией.

Особенно чувствительными к действию локальной вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов, а также отделы периферической нервной системы, связанные с вибрационной и тактильной чувствительностью.

Доказано, что направленность сосудистых нарушений определяется в первую очередь, параметрами воздействующей вибрации. Подробнее всего изучена зависимость характера капиллярного кровообращения от частоты вибрации. Вибрация может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или косвенно влиять на работоспособность за счет снижения функционального состояния человека. Ряд авторов рассматривают вибрацию как сильный стресс-фактор, оказывающий отрицательное влияние на психомоторную работоспособность, эмоциональную сферу и умственную деятельность человека, и повышающий вероятность возникновения несчастных случаев.