СПОСОБ ЭРГОНОМИЧЕСКОЙ КВАЛИМЕТРИИ ПРОТИВОШУМНЫХ НАУШНИКОВ
METHOD FOR ERGONOMIC QUALIMETRY OF EAR PROTECTORS

Предлагаемое изобретение относится к области безопасности жизнедеятельности человека, а более конкретно к обеспечению защиты человека от шума, и может быть использовано при выборе противошумных наушников и обосновании предложений по их совершенствованию.
Существенное значение для выбора средств индивидуальной защиты (СИЗ) человека вообще и противошумных наушников (ПШН), в частности, имеет их эргономичность, под которой в общем случае понимают приспособленность для использования по назначению, наличие условий, возможностей для приятного необременительного использования изделием или удовлетворения каких-либо нужд, потребностей. Поскольку любое СИЗ в той или иной степени ограничивает мобильность человека (сковывает движения, оказывает давление на определенные части тела и т.п.), то эргономичность СИЗ является весьма важной характеристикой, прямо влияющей на работоспособность и надежность профессиональной деятельности специалиста, использующего СИЗ. Опыт убедительно свидетельствует о том, что эффективное СИЗ, имеющее эргономические недостатки, либо вообще не используется специалистами либо используется неправильно, что существенно снижает его защитные характеристики. Оценку эргономичности ПШН получают в результате эргономической квалиметрии, однако способ ее проведения нормативными документами не регламентирован.
Наиболее близким заявляемому изобретению является процедура испытания средства индивидуальной защиты органа слуха от шума методом пороговой аудиометрии (см. ГОСТ Р 12.4.211-99 «Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органа слуха. Противошумы. Субъективный метод измерения поглощения шума». Введен в действие с 01.01.2002. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. - 10 с.).
Реализация этого способа предполагает:
1) отбор группы 16 испытателей, имеющих уровень слухового порога при прослушивании с помощью наушников в каждом ухе не более чем 15 дБ для частот 2000 Гц и не более чем 20 дБ для частот свыше 2000 Гц;
2) подготовку не менее двух моделей противошумных наушников;
3) подгонку противошумных наушников и инструктаж испытателей;
4) изменение усилия прижатия наушников к голове;
5) измерение поглощения шума с реализацией диффузного звукового поля и использованием акустических сигналов, отфильтрованных через полосу в одну треть октавы со среднегеометрическими частотами 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1000 Гц, 4000 Гц и 8000 Гц;
6) построение графика поглощения шума противошумными наушниками и формирование отчета об испытаниях.
Однако указанный способ обладает рядом недостатков, наиболее существенными из которых являются:
- не учитываются эргономические характеристики ПШН, прямо влияющие на работоспособность и надежность профессиональной деятельности специалистов, их использующих;
- исследование поглощения шума в диффузном поле обеспечивает завышенную оценку эффективности защиты от шума;
- при проведении исследований не учитываются особенности акустической обстановки на рабочих местах специалистов;
- для исследования необходимы минимум две модели противошумных наушников;
- не производится расчет интегральной количественной характеристики качества ПШН, что не позволяет объективно сравнить различные образцы ПШН.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение эргономической квалиметрии любых образцов ПШН, что имеет существенное значение для обеспечения высокой работоспособности и надежности профессиональной деятельности специалистов, их использующих.
Технический результат заключается в обеспечении возможности объективной эргономической квалиметрии противошумных наушников на основании определения объективных и субъективных оценок информативных характеристик.
Технический результат достигается тем, что в качестве объективных характеристик используют:
1
- эффективность защиты от шума октавной частоты 125 Гц (x - доля специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 125 Гц после смены),
2
- эффективность защиты от шума октавной частоты 250 Гц (x - доля специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 250 Гц после смены),
3
- эффективность защиты от шума октавной частоты 500 Гц (x - доля специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 500 Гц после смены),
4
- эффективность защиты от шума октавной частоты 1000 Гц (x - доля специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 1000 Гц после смены),
5
- эффективность защиты от шума октавной частоты 2000 Гц (x - доля специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 2000 Гц после смены),
6
- эффективность защиты от шума октавной частоты 4000 Гц (x - доля специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 4000 Гц после смены),
7
- эффективность защиты от шума октавной частоты 8000 Гц (x - доля специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 8000 Гц после смены),
а в качестве субъективных характеристик используют:
8
- звон (шум) в ушах (x - доля респондентов, отметивших отсутствие звона (шума) в ушах),
9
- давление и тяжесть в ушах (x - доля респондентов, отметивших отсутствие давления и тяжести в ушах),
10
- головную боль (х - доля респондентов, отметивших отсутствие головной боли),
11
- шум и тяжесть в голове (x - доля респондентов, отметивших отсутствие шума и тяжести в голове),
12
- снижение работоспособности (x - доля респондентов, отметивших отсутствие снижения работоспособности),
13
- нарушение режима сна (x - доля респондентов, отметивших отсутствие нарушения режима сна),
14
- массогабаритные характеристики (x - доля респондентов, оценивших массогабаритные характеристики как «нормальные»),
15
- эффективность крепежной системы (x - доля респондентов, оценивших эффективность крепежной системы как «удовлетворительную»),
16
- удобство использования (комфортность) (x - доля респондентов, оценивших удобство использования (комфортность) как «удовлетворительное»),
17
- удобство хранения в неиспользуемом состоянии (x - доля респондентов, оценивших удобство хранения в неиспользуемом состоянии как «удовлетворительное»),
18
- качество оголовья (x - доля респондентов, оценивших качество оголовья как «удовлетворительное»),
19
- помехи профессиональной деятельности в противошумных наушниках (x - доля респондентов, отметивших отсутствие помех профессиональной деятельности в противошумных наушниках),
20
- безопасность использования (x - доля респондентов, оценивших безопасность использования как «удовлетворительную»),
21
- сочетаемость противошумных наушников с образцами экипировки (x - доля респондентов, оценивших сочетаемость противошумных наушников с образцами экипировки как «удовлетворительную»),
22
- неприятные ощущения в околоушной области (x - доля респондентов, отметивших отсутствие неприятных ощущений в околоушной области),
23
- покраснение кожи в околоушной области (x - доля респондентов, отметивших отсутствие покраснения кожи в околоушной области),
24
- достаточность снижения шума (x - доля респондентов, оценивших степень снижения шума противошумными наушниками как достаточную),
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
и на основе полученных оценок рассчитывают коэффициент эргономичности противошумных наушников k=7x+7x+7x+7x+7x+5x+5x+4x+5x+3x+4x+2x+2x+3x+4x+4x+2x+2x+2x+3x+2x+5x+5x+3x, по величине которого оценивают эргономический уровень противошумных наушников как низкий (k<40), удовлетворительный (40≤k<70), хороший (70≤k<90) или отличный (k≥90).
По совокупности существенных признаков заявляемый способ существенно отличается от аналогов, так как обеспечивает:
- интегральную количественную характеристику важнейших эргономических характеристик ПШН (удобство одевания/съема, сочетаемость с другими элементами экипировки, отсутствие помех профессиональной деятельности, эффективность крепежной системы и др.) при выборе одного из вариантов ПШН для определенной социопрофессиональной группы специалистов,
- использование снижения порогов слуха человека на различных среднегеометрических октавных частотах по сравнению с исследованием поглощения шума в диффузном поле (с включением исследований на среднегеометрической октавной частоте 2000 Гц) обеспечивает более реалистичные оценки эффективности противошумных наушников,
- возможность обоснования направлений улучшения эргономичности ПШН, что существенно для обеспечения высокой работоспособности и надежности профессиональной деятельности специалистов, их использующих,
- расчет оценки эргономичности (эргономического уровня) любых образцов ПШН.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.
1) До начала рабочей смены специалисты, которые привлекаются к эргономической квалиметрии ПШН, прибывают в медицинский пункт, где в течение 5 минут каждому из них проводится тональная аудиометрия с целью определения порогов слуха на октавных частотах 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1000 Гц, 2000 Гц, 4000 Гц и 8000 Гц.
2) Образец ПШН, эргономичность которого оценивают, выдают специалистам, для которых они предназначены, перед началом рабочей смены. Перед этим, при необходимости, осуществляют подгонку ПШН и проводят инструктаж по особенностям их надевания/снятия и эксплуатации. В течение рабочей смены контролируют правильность эксплуатации ПШН специалистами.
3) Непосредственно после окончания рабочей смены сразу после снятия ПШН специалисты, которые привлекаются к эргономической квалиметрии, прибывают в медицинский пункт, где каждому из них проводится тональная аудиометрия, после чего каждый специалист получает бланк-анкету (табл.1 - Бланк анкеты) и заполняет ее, указав любой символ напротив оценки, данной каждой характеристике ПШН. Как правило, респондента просят подписать анкету, чтобы при необходимости более детально опросить его о мотивах выставления той или иной оценки в интересах совершенствования ПШН.
4) Исследование эргономичности образца ПШН проводят в течение одного или нескольких дней (до получения необходимого массива информации): до и после завершения каждой рабочей смены выполняют пункты 1 и 3.
5) По завершении исследования обобщают полученные результаты и рассчитывают коэффициент эргономичности ПШН, для чего по результатам тональной аудиометрии и анкетирования определяют доли (для объективных показателей: отношение числа обследованных, имеющих характерный признак, к общему числу обследованных, для субъективных показателей отношение числа респондентов давших интересуемый ответ на вопрос анкеты к общему числу респондентов, ответивших на этот вопрос анкеты):
5.1) по результатам тональной аудиометрии (объективные показатели):
1
- долю специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 125 Гц (x),
2
- долю специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 250 Гц (x),
3
- долю специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 500 Гц (x),
4
- долю специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 1000 Гц (x),
5
- долю специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 2000 Гц (x),
6
- долю специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 4000 Гц (x),
7
- долю специалистов, у которых использование противошумных наушников не привело к снижению порогов слуха на октавной частоте 8000 Гц (x),
5.2) по результатам обработки анкет (табл.1, субъективные показатели):
8
- долю респондентов, отметивших отсутствие звона (шума) в ушах (x),
9
- долю респондентов, отметивших отсутствие давления и тяжести в ушах (x),
10
- долю респондентов, отметивших отсутствие головной боли (x),
11
- долю респондентов, отметивших отсутствие шума и тяжести в голове (x),
12
- долю респондентов, отметивших отсутствие снижения работоспособности (x),
13
- долю респондентов, отметивших отсутствие нарушения режима сна (x),
14
- долю респондентов, оценивших массогабаритные характеристики как «нормальные» (x),
15
- долю респондентов, оценивших эффективность крепежной системы как «удовлетворительную» (x),
16
- долю респондентов, оценивших удобство использования (комфортность) как «удовлетворительное» (x),
17
- долю респондентов, оценивших удобство хранения в неиспользуемом состоянии как «удовлетворительное» (x),
18
- долю респондентов, оценивших качество оголовья как «удовлетворительное» (x),
19
- долю респондентов, отметивших отсутствие помех профессиональной деятельности в противошумных наушниках (x),
20
- долю респондентов, оценивших безопасность использования как «удовлетворительную» (x),
21
- долю респондентов, оценивших сочетаемость противошумных наушников с образцами экипировки как «удовлетворительную» (x),
22
- долю респондентов, отметивших отсутствие неприятных ощущений в околоушной области (x),
23
- долю респондентов, отметивших отсутствие покраснения кожи в околоушной области (x),
24
- долю респондентов, оценивших степень снижения шума противошумными наушниками как достаточную (х),
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
5.3) на основе полученных оценок рассчитывают коэффициент эргономичности СИЗ k=7x+7x+7x+7x+7x+5x+5x+4x+5x+3x+4x+2x+2x+3x+4x+4x+2x+2x+2x+3x+2x+5x+5x+3x,
5.4) по рассчитанной величине коэффициента эргономичности СИЗ его эргономический уровень СИЗ оценивают как низкий (k<40), удовлетворительный (40≤k<70), хороший (70≤k<90) или отличный (k≥90).
Разработанный способ можно применять для определения любых образцов противошумных наушников, предназначенных для любых социопрофессиональных групп населения, жизнедеятельность которого осуществляется в условиях воздействия шума.
Примеры реализации способа
Пример 1. Необходимо провести эргономическую квалиметрию трех вариантов противошумных наушников (ПШН), обладающих одинаковой акустической эффективностью и имеющих одинаковую стоимость, для выбора наушников для использования авиационными техниками, обеспечивающими гонку авиационных двигателей.
1) Определена группа из 15 авиационных техников, которые будут задействованы в эргономической квалиметрии ПШН (представлено по пять образцов каждого варианта ПШН).
2) Образцы ПШН, эргономическую квалиметрию которых нужно провести, выдавались авиационным техникам перед началом рабочей смены. Перед этим проведен инструктаж по особенностям их надевания/снятия и эксплуатации. Исследования проводились в течение пяти рабочих смен.
3) До рабочей смены специалисты, участвующие в эргономической квалиметрии, направлялись в медицинский пункт, где им проводили тональную аудиометрию. В течение рабочей смены правильность эксплуатации образца специалистами контролировалась представителями организации-производителя ПШН.
4) Непосредственно после окончания рабочей смены специалисты, участвующие в эргономической квалиметрии, направлялись в медицинский пункт, где им проводили тональную аудиометрию, после которой они заполняли анкету (табл.1).
5) По завершении исследования полученные результаты обобщены и обработаны (табл.2 - Результаты эргономической квалиметрии противошумных наушников). Случаи, когда респондент не дал ответа на какой-то вопрос анкеты, а также случаи, когда респондент указал два взаимоисключающих ответа на вопрос анкеты, игнорировали.
6) Эргономичность первого образца ПШН следует оценить как отличную (90≤k, табл.2), а эргономичность второго и третьего образца ПШН - как хорошую (70≤k<90, табл.2), поэтому следует предпочесть первый вариант ПШН.
Пример 2. Необходимо дать характеристику эргономичности противошумных наушников (ПШН), используемых специалистами испытательного полигона, работающих на постах технического осмотра.
1) Определена группа из 10 специалистов, которые будут задействованы в эргономической квалиметрии 10 имеющихся в наличии образцов ПШН.
2) Образцы ПШН, эргономическую квалиметрию которых нужно провести, выдавались авиационным техникам перед началом рабочей смены. Перед этим проведен инструктаж по особенностям их надевания/снятия и эксплуатации. Исследования проводились в течение четырех рабочих смен.
3) До рабочей смены специалисты, участвующие в эргономической квалиметрии, направлялись в медицинский пункт, где им проводили тональную аудиометрию. В течение рабочей смены правильность эксплуатации образца специалистами контролировалась представителями организации-производителя ПШН.
4) Непосредственно после окончания рабочей смены специалисты, участвующие в эргономической квалиметрии, направлялись в медицинский пункт, где им проводили тональную аудиометрию, после которой они заполняли анкету (табл.1).
5) По завершении исследования полученные результаты обобщены и обработаны (табл.3 - Результаты эргономической квалиметрии противошумных наушников). Случаи, когда респондент не дал ответа на какой-то вопрос анкеты, а также случаи, когда респондент указал два взаимоисключающих ответа на вопрос анкеты, из рассмотрения исключались.
1
7
6) Эргономичность ПШН следует оценить как удовлетворительную, поскольку k=63,28 (табл.3). На основании результатов эргономической квалиметрии (табл.3) можно заключить, что наибольшие нарекания вызывают у специалистов: качество оголовья, надежность крепления на голове, сочетаемость с другими образцами экипировки, массогабаритные характеристики. Эти показатели весьма существенны для надежности и безопасности профессиональной деятельности специалистов, поэтому производителю шумозащитных шлемов следует опросить специалистов о причинах, обусловивших снижение оценок, и по результатам опроса принять решение о возможности доработки шлемов. Кроме того, следует продолжить исследования, направленные на повышение эффективности защиты от шума (x…x), поскольку для примерно 30% специалистов на ряде октавных частот она не является достаточной (табл.3).
Описанный способ эргономической квалиметрии противошумных наушников верифицирован при проведении экспериментальных исследований СИЗ инженерно-технического состава Военно-воздушных сил от авиационного шума и нашел применение в практике.
Таблица 1
Характеристика
Возможная оценка
Отметить нужное (одну из оценок для каждой характеристики)
Звон (шум) в ушах, обусловленный использованием наушников
присутствует
отсутствует
Чувство давления и тяжести в ушах, обусловленное использованием наушников
присутствует
отсутствует
Головная боль, обусловленная использованием наушников
присутствует
отсутствует
Шум и тяжесть в голове, обусловленные использованием наушников
присутствуют
отсутствуют
Снижение работоспособности, обусловленное использованием наушников
присутствует
отсутствует
Нарушения режима сна, обусловленные использованием наушников
присутствуют
отсутствуют
Массогабаритные характеристики наушников
удовлетворительно
неудовлетворительно
Эффективность крепежной системы наушников
удовлетворительно
неудовлетворительно
Удобство (комфортность) использования наушников
удовлетворительно
неудовлетворительно
Удобство хранения наушников в неиспользованном состоянии
удовлетворительно
неудовлетворительно
Качество оголовья наушников
удовлетворительное
неудовлетворительное
Отсутствие помех профессиональной деятельности в наушниках
удовлетворительно
неудовлетворительно
Безопасность использования наушников
удовлетворительно
неудовлетворительно
Сочетаемость наушников с другими элементами экипировки
удовлетворительно
неудовлетворительно
Неприятные ощущения в околоушной области, обусловленные использованием наушников
имеются
отсутствуют
Покраснение кожи в околоушной области, обусловленное использованием наушников
имеется
отсутствует
Достаточность снижения шума наушниками
удовлетворительно
неудовлетворительно
Таблица 2
Показатель
Значение
для первого варианта наушников
для второго варианта наушников
для третьего вариантанаушников
x<sub>1</sub>
0,920
0,720
0,813
x<sub>2</sub>
0,907
0,680
0,853
x<sub>3</sub>
0,907
0,733
0,840
x<sub>4</sub>
0,813
0,613
0,773
x<sub>5</sub>
0,907
0,747
0,800
x<sub>6</sub>
0,947
0,720
0,853
x<sub>7</sub>
0,920
0,693
0,840
x<sub>16</sub>
0,947
0,933
0,947
x<sub>17</sub>
0,920
0,893
0,907
x<sub>19</sub>
0,973
0,920
0,973
x<sub>20</sub>
1,000
0,947
0,960
x<sub>22</sub>
0,947
0,907
0,933
x<sub>24</sub>
0,933
0,947
0,933
x<sub>26</sub>
0,867
0,947
0,920
x<sub>27</sub>
0,947
0,933
0,973
x<sub>28</sub>
0,853
0,907
0,853
x<sub>29</sub>
0,933
0,920
0,960
x<sub>30</sub>
0,920
0,933
0,920
x<sub>31</sub>
0,907
0,907
0,907
x<sub>32</sub>
0,960
0,960
0,960
x<sub>33</sub>
0,960
0,920
0,960
x<sub>34</sub>
0,933
0,933
0,933
x<sub>35</sub>
0,947
0,893
0,947
x<sub>37</sub>
0,853
0,813
0,747
k
91,66
81,979
87,911
Таблица 3
Показатель
Значение
x<sub>1</sub>
0,70
x<sub>2</sub>
0,66
x<sub>3</sub>
0,64
x<sub>4</sub>
0,74
x<sub>5</sub>
0,62
x<sub>6</sub>
0,64
x<sub>7</sub>
0,66
x<sub>16</sub>
0,80
x<sub>17</sub>
0,54
x<sub>19</sub>
0,82
x<sub>20</sub>
0,78
x<sub>22</sub>
0,96
x<sub>24</sub>
0,98
x<sub>26</sub>
0,30
x<sub>27</sub>
0,28
x<sub>28</sub>
0,24
x<sub>29</sub>
0,52
x<sub>30</sub>
0,24
x<sub>31</sub>
0,54
x<sub>32</sub>
0,54
x<sub>33</sub>
0,38
x<sub>34</sub>
0,66
x<sub>35</sub>
0,86
x<sub>37</sub>
0,78
k
63,28