Методи ергономічної експертизи акустичного та світлового середовища перебування

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

НЕФЬОДОВА АНЖЕЛІКА ЛЕОНІДІВНА

УДК 331.101.1

МЕТОДИ ЕРГОНОМІЧНОЇ ЕКСПЕРТИЗИ АКУСТИЧНОГО ТА СВІТЛОВОГО СЕРЕДОВИЩА ПРОБУВАННЯ

05.01.04 - ергономіка

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Харків - 1999



Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Харківській державній академії міського

господарства Міністерства освіти України

Науковий керівник - кандидат технічних наук, професор Коржик

Борис Михайлович, Харківська державна

академія міського господарства,

зав. кафедрою безпеки життєдіяльності

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Ашеров

Аківа Товійович, Українська інженерно-педагогічна академія, зав. Кафедрою інформатики та обчислювальної техніки;

доктор технічних наук, професор Лавров

Євген Анатолійович, Сумський державний

аграрний університет, проректор з учбової

роботи, зав. кафедрою кібернетики та

інформатики

Провідна установа - НВО " Метрологія " Держстандарту

України, м. Харків

Захист відбудеться "19" жовтня 1999р. о 13 годині

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.056.02 в

Харківському державному технічному університеті будівництва та

архітектури за адресою: 310002, м. Харків, вул. Сумська 40.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури

за адресою: 310002, м. Харків, вул. Сумська 40.

Автореферат розісланий "15" вересня 1999 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат архітектури, доцент Черкасова К.Т.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Соціально - економічний розвиток України вимагає створення хороших умов середовища пробування в різних системах "людина - техніка - середовище" (СЛТС), що сприяють їх ефективності функціонування, безпеці та комфортності. При вирішенні цієї проблеми необхідно комплексно враховувати індивідуальні запити людей до середовища пробування на всіх етапах його існування/

Підвищення запитів до комфорту середовища пробування, прагнення до оптимальності рішень, що приймаються, за рахунок їх наукового обгрунтування та скорочення термінів проектування викликали необхідність створення гнучких засобів швидкої та ефективної ергономічної експертизи для широкого класу проектних ситуацій - від індивідуального приміщення з СЛТС до території забудови з розташованими на ній комплексами СЛТС.

Тому найбільш доцільним підходом до вирішення проблеми є розробка методів і технології ергономічної експертизи середовища пробування, яка об'єднує багато класів окремих моделей, що відображають оригінал з тим чи іншим ступенем адекватності, та надає користувачу можливість активної діяльності через генерацію цих моделей та їх реалізацію на ЕОМ на різних етапах проектування.

Побудова таких технологій пов'язана з необхідністю наукових досліджень у галузі структуризації та інтеграції об'єктів та процесів ергономічної експертизи середовища пробування в умовах багатьох факторів навколишньої обстановки. Особливе місце займають теоретичні засоби, що містять в собі моделі, методи та алгоритми ергономічної експертизи, які складають функціональну основу технології. Ефективність її експлуатації залежить від того, наскільки застосовані моделі адекватно відображають різноманітні проектні ситуації середовища пробування. Тому для підвищення якості проектування середовища пробування потрібна розробка математичного інструментарію її ергономічної експертизи, що має достатню адаптивність до різних проектних ситуацій.

Науковою підставою досліджень є фундаментальні роботи А.Т.Ашерова, С.П.Бочарової, Е.В.Гаврилова, А.І.Губинського, В.Г.Євграфова, Г.М.Зараковського, В.П.Зинченка, А.А.Крилова, Б.Ю.Лемешка, Б.Ф.Ломова, В.М.Муніпова, П.І.Падерно, А.П.Ротштейна, Г.В.Суходольського, Г. М. Товбіна та ін. у галузі теорії ергономіки; Д. Вернес-ку, М.М. Гусєва, В.І. Денисенка, Б.А. Дунаєва, С.В.Зоколєя, Б.М . Коржика, Г.І. Лавріка, Є.А. Леонтьєва, В.П.Мироненка, Л. А. Назаренка, Г.Л.Осипова, Є.П.Самойлюка, І.Н.Скриля, А.Я.. Штейнберга, Є.Ю.Юдіна та ін. у галузі аналізу та оцінки середовища пробування; А.М.Адаменка, І.Л.Берднікова, Т.Н. Борщової, Є.А.Лаврова, Є.Б.Цоя в галузі ергономічної експертизи та інформаційних технологій в ергономіці.

Роботи цих і багатьох інших авторів створили методологічні та теоретичні передумови подальшого розвитку теорії аналізу та оцінки середовища пробування в умовах багатокритеріальності з урахуванням багатьох факторів оточуючого середовища на базі побудування адаптивної технології ергономічної експертизи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у відповідності до підрозділу 6.2.2 "Перспективні інформаційні технології" Плану держбюджетних робіт Міністерства освіти України за темою "Інформаційні технології аналізу та синтезу соціально-екологічних систем " (№ ДР 0194 U 038225) на кафедрі безпеки життєдіяльності Харьківської державної академії міського господарства.

Метою роботи є розробка нових та розвиток відомих методів і засобів ергономічної експертизи акустичного та світлового середовища пробування СЛТС, що проектується.

У відповідності з поставленою метою в дисертації сформульовані та вирішені такі основні задачі, що виносяться на захист :

1. Розроблена загальна методика створення технології ерго-номічної експертизи середовища пробування, що містить в собі вибір принципів її побудови та структури, моделі та технологію багатокритеріальної оцінки при різному ступені визначеності фізичних факторів, їх взаємної важливості, первісної інформації і т.ін.

2. Запропонована технологія ергономічної оцінки акустичного середовища пробування, що містить в собі вибір моделей джерел шуму, методи оцінки шуму в реальному середовищі його розповсюдження, побудови шумових карт та їх ергономічних критеріїв і дозволяє визначити рівні шуму в розрахункових точках приміщень і територій забудови, встановити та візуалізувати зони комфорту та дискомфорту з обчисленням їх ергономічних показників.

Розроблена технологія ергономічної оцінки світлового середовища пробування, що містить в собі вибір моделей джерел інсоляції та природного освітлення, методи оцінки затінення та інсоляції території, інсоляції та природного освітлення приміщення і дає можливість оцінити не тільки кількісні значення світлового середовища, але й встановити та візуалізувати зони комфорту та дискомфорту з обчисленням для них ергономічних критеріїв.

4. Отримані в дисертації моделі й методи реалізовані у вигляді комп'ютерної технології ергономічної експертизи середовища пробування з розробкою дружнього інтерфейсу "експерт-ЕОМ", що дозволяє раціонально розподілити функції між ними та вести діалог з ЕОМ професійною мовою користувача.

Наукова новизна дисертаційної роботи полягає в тому, що:

1. Вперше створена загальна методика побудови технології ергономічної експертизи середовища пробування, що проектується, за багатьма фізичними факторами в залежності від їх комплексного впливу, ступеня визначення, взаємної важливості, первісної інформації і т.ін.

2. Удосконалені та отримали подальший розвиток методи та технології ергономічного аналізу та оцінки акустичного та світлового середовища пробування, що дозволяють визначити не тільки кількісні значення фізичних факторів, але й встановити за кожним з них та всіма одночасно зони комфорту та дискомфорту з обчисленням їх ергономічних показників.

3. Вперше розроблена комп'ютерна технологія ергоно-мічної експертизи акустичного та світлового середовища пробування, що містить в собі засоби взаємодії експерта з ЕОМ у вигляді дружнього інтерфейсу професійною мовою користувача й дозволяє раціонально розподілити функції між людиною та машиною в процесі автоматизації розрахунків.

Об'єктом дослідження є акустичне та світлове середовище пробування СЛТС, що проектується.

Предметом дослідження є ергономічна експертиза середовища пробування, що проектується, за шумом, затіненням, інсоляцією та природним освітленням.

Дисертаційна робота виконана згідно з темою «Дослідження і розробка нових комп'ютерних технологій проектування соціально-екологічних систем на прикладі житлової забудови» (№ ДР 0194 U 038225) на кафедрі інформатики Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури. Наукові результати впроваджені у ДПІ Харківпроект при проектуванні нової та реконструйованої житлової забудови. Результати дисертаційної роботи використовуються: при читанні лекцій, виконанні лабораторних робіт, у курсовому проектуванні з дисципліни «Комп'ютерні технології в урбоекології» у Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури.

Методи дослідження. В роботі використані методи теорії ергономіки, системного аналізу, інформації, багатокритеріальної оцінки та оптимізації, математичного програмування та геометричного моделювання.

Вірогідність одержаних результатів підтверджена їх порівнянням з результатами, що отримані іншими методами, та експериментальними даними, а також досвідом практичного застосування при ергономічній експертизі реальних об'єктів СЛТС.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані в дисертації результати дозволяють підвищити ефективність методів ергономічної експертизи на основі використання нових комп'ютерних технологій. Наукові результати впроваджені в ДПІ "Харківпроект" при ергономічній експертизі об'єктів СЛТС, що проектуються та реконструюються, - це автомагазин, лікарняний комплекс, багато-поверхова автостоянка та ін. Результати дисертаційної роботи використовуються при читанні лекцій, виконанні лабораторних робіт, у курсовому проектуванні за дисциплінами " Ергономіка " в Харківській державній академії міського господарства та " Комп'ютерні технології в урбоекології " в Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури.

Особистий внесок здобувача. Основні результати роботи одержані автором особисто. Здобувач розробив: у роботах [1-3, 10] - загальну методику побудови інформаційної технології ергономічної експертизи середовища пробування, що проектується, за багатьма фізичними факторами та її комп'ютерну реалізацію; в роботах [4-6,11-13] - технологію ергономічної оцінки акустичного середовища пробу-вання; в роботах [7-9, 14-16] - технологію ергономічної оцінки світлового середовища пробування.

Апробація роботи. Основні положення та результати роботи доповідались, обговорювались та були схвалені на таких конференціях та семінарах: 1- 4-й Міжнародних конференціях "Теорія й техніка передачі, прийому та обробки інформації" (Харків-Туапсе, 1995 - 1998); Міжнародній науково-практичній конференції "Сучасні проблеми геометричного моделювання " (Мелітополь, 1995); 9-11-й Міжнародних школах-семінарах "Перспективні системи управлін-ня на залізничному, промисловому та міському транспорті" (Алушта, 1996-1998); 3-у Міжнародному семінарі "Актуальні питання впровадження інформаційних технологій у документально-комунікаційній сфері" (Харків, 1996); Всеукраїнській науково-теоретичній конференції "Культура України: історія та сучасність" (Харків, 1996); 2-й регіональній конференції "Екологія та безпека життєдіяльності" (Дніпропетровськ, 1996); науково-методичній конференції "Використання комп'ютерних технологій в учбовому процесі" (Харків, 1997); Міжнародній науковій конференції "Соціальні комунікації: розвиток в інформаційному просторі " ( Харків, 1998 );

Апробація роботи. Основні положення та результати роботи доповідалися, обговорювалися та були схвалені на конференціях і семінарах: 3-й Міжнародній конференції «Теорія і техніка передачі, прийому та обробки інформації» (Харків-Туапсе, ХТУРЕ, 1997); 9-й та 10-й Міжнародній школі-семінарі «Перспективні системи управління на залізничному, промисловому та міському транспорті» (Алушта, 1996-1997); Всеукраїнській науково-теоретичній конференції «Культура України: історія та сучасність» (Харків, ХДІК, 1996); Науково-методичній конференції «Використання комп'ютерних технологій в учбовому процесі» (Харків, ХТУРЕ, 1997); Республіканському семінарі Наукової Ради АН України з проблеми «Кібернетика» (Харків, 1998); 51-53-й Науково-технічних конференціях Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури (Харків, ХДТУБА, 1996-1998). Міжнародній конференції "Автоматизація процесів управління та проектування в будівництві та архітектурі" ( Ташкент, 1998 ); республіканських семінарах Наукової Ради НАН України з проблеми "Кібернетика" (Харків, 1998-1999); 50-54-й науково-технічних конференціях Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури (Харків, 1995-1999).

Публікації. Основні наукові положення дисертації опубліковані в 16 друкованих роботах.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, 5 розділів, висновків і має загальний обсяг 148 сторінок, 38 рисунків і 10 таблиць на 25 сторінках, 1 додаток і список використаних джерел з 127 найменувань на 14 сторінках.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ергономічний експертиза технологія інформація

У вступі обгрунтована актуальність теми, сформульовані мета і основні задачі дослідження, охарактеризована новизна і практична цінність одержаних результатів, вказаний їхній зв'язок з планами наукових досліджень та цільовими програмами, наведені дані про апробацію та публікації основних наукових положень, що виносяться на захист.

В першому розділі на підставі аналізу проблем ергономічної експертизи та класифікації СЛТС обгрунтована необхідність ергономічної експертизи акустичного та світлового середовища пробування. Наведені постановки цих задач.

Проведено аналіз підходів і методів розв'язання задач ергономічної експертизи середовища пробування, що проектується, який показав необхідність вибору та обгрунтування принципів побудови та структури інформаційної технології ергономічної експертизи середовища пробування в умовах її багатофакторності при різному ступені визначеності факторів, їх взаємної важливості та ін. На основі аналізу літератури вибрані задачі дослідження.

В другому розділі відомі у теорії автоматизації проектування принципи структуризації та інтеграції інтерпретовані та розповсюджені на новий клас об'єктів і процесів ергономічної експертизи середовища пробування, що проектується. Це дозволило вибрати структуру інформаційної технології ергономічної експертизи середовища пробування. Її основними этапами є : 1) аналіз джерел фізичних

факторів та вибір їх моделей; 2) завдання розрахункових точок; 3) визначення впливаючих параметрів середовища розповсюдження; 4) встановлення гранично-допустимих рівнів факторів; 5) розбиття розрахункових точок на ділянки; 6) вибір моделей середовища розповсюдження; 7) оцінка кожного фактора в розрахункових точках та побудова зон комфорту та дискомфорту з обчисленням ергономічних показників; 8) вибір моделей багатофакторної оцінки й побудова зон комфорту та дискомфорту за всіма факторами з обчисленням їх ергономічних показників. Вірогідність одержаного результату забезпечена інформаційно-логічною послідовністю вирішення задач ергономічної експертизи, коли рішення кожної попередньої задачі дає первісну інформацію для наступних.

Методи багатокритеріальної оцінки змістовно інтерпретовано та розповсюджено на нову предметну область -ергономічну експертизу середовища пробування, що проектується, з багатьох фізичних факторів в залежності від їх комплексної дії, ступеню визначеності, взаємної важливості, первісної інформації, тощо. Зокрема, запропоновані такі схеми оцінки : 1) максимальної адитивної корисності для факторів однонаправленої дії з відомими вагомостями; 2) за критеріями, що застосовуються послідовно, коли незалежні фактори упорядковані за ступенем шкідливості чи корисності; 3) максимінна для корисних і мінімаксна для шкідливих факторів, коли їх важливість невідома.

Розроблено новий метод визначення вагомості фізичних факторів однонаправленої дії при відомій інформації про перевагу проектних ситуацій середовища пробування та про значення вибраних факторів. Метод відрізняється від відомих методів експертних оцінок простотою, так як від експертів не вимагають задавати кількісні значення вагомості фізичних факторів, а тільки якісні відношення переваги проектних ситуацій з факторів, що розглядаються, при відомих їх значеннях.

У третьому розділі удосконалені та отримали подальший розвиток методи й технології ергономічного аналізу та оцінки акустичного середовища пробування, що адаптивні до різних проектних ситуацій і дозволяють визначити не тільки кількісні значення рівня шуму, але й встановити зони акустичного комфорту та дискомфорту з обчисленням їх ергономічних показників.

Для оцінки акустичного середовища пробування визначена необхідна та достатня множина джерел шуму, що найбільш часто зустрічаються на території забудови та вносять суттєвий внесок до акустичної обстановки. Вибрані моделі точкових та лінійних джерел шуму та обгрунтовано їх застосування в залежності від етапу проектування й ступеня визначеності первісної інформації.

Розроблена технологія ергономічної оцінки шуму в реальному середовищі пробування, яка дозволяє враховувати особливості розповсюдження шуму на території забудови та в приміщенні і є адаптивною до різних проектних ситуацій, а також орієнтована на автоматизацію розрахунків на ЕОМ.

На основі використання геометричного моделювання удосконалені та одержали подальший розвиток методи побудови шумових карт, що дозволяє визначити та візуалізувати поверхню розподілу значень рівня шуму на території, встановити зони акустичного комфорту та дискомфорту з обчисленням значень ергономічних критеріїв їх оцінки.

Для побудови шумової карти розроблено новий метод, суть якого полягає в наступному. На умовній поверхні території забудови (площині, паралельній поверхні території на висоті 1,5м) наноситься сітка з заданою відстанню. В її вузлах визначаються значення рівня шуму від усіх джерел згідно розробленій в дисертації технології. Отримані в вузлах сітки значення рівня шуму відображаються по аплікаті (координаті Z) в вибраному масштабі. Через отримані тривимірні точки будується поверхня розподілу значень шуму. На висоті допустимого рівня шуму проводиться площина, що паралельна умовній поверхні території. Її переріз з поверхнею розподілу значень шуму проекціюється на умовну поверхню території забудови, що дає демаркаційну криву зон комфорту та дискомфорту. Ці зони, в загальному випадку, можуть бути незв'язними, тобто зображують декілька областей, які не перерізаються.

Для оцінки акустичного середовища пробування вибрані такі ергономічні критерії :

Ступень забезпеченості акустичним комфортом

, (1)

де LA - очікуваний рівень звуку в розрахунковій точці, найбільш характерній для об'єкту, який розглядається, дБА;

Lдоп - допустимий за санітарними нормами рівень звуку в розрахунковій точці, дБА.

2. Середньозважене перевищення допустимих рівнів звуку :

а) на території

, (2)

де - сумарна довжина магістральних вулиць та доріг, які розглядаються, км;

n - кількість ділянок;

-еквівалентний рівень звуку на i - ій ділянці, дБА;

- допустимий рівень звуку для зони, в межах якої знаходиться i-та ділянка;

bi - довжина i - ої ділянки з еквівалентним рівнем звуку LА экв.i , км;

б) по функціональних зонах

, (3)

де -сумарна довжина магістральних вулиць по j-ій зоні, км;

ф'- кількість магістралей;

- еквівалентний рівень звуку на ф-ій магістралі j- ої функціональної зони, дБА;

- допустимий рівень звуку для j-ої зони, дБА;

- довжина ф-ої магістралі в j-ій функціональній зоні з еквівалентним рівнем звуку , км.

Площа акустичного комфорту .

4. Коефіцієнт акустичного комфорту за площею

, (4)

де F - площа всієї території, що розглядується, .

5. Коефіцієнт акустичного дискомфорту за площею

, (5)

Коефіцієнт акустичного комфорту за периметром будівель

, (6)

де - периметр будівель, що знаходяться в зоні допустимих рівнів звуку, м;

- периметр всіх будівель, що розглядаються, м.

Коефіцієнт акустичного дискомфорту за периметром будівель

= 1 - . (7)

8. Кількість людей в зоні комфорту Н та дискомфорту Н д.

У четвертому розділі удосконалені та одержали подальший розвиток методи та технології ергономічного аналізу й оцінки світлового середовища пробування за інсоляцією та природним освітленням. Ці методи дають можливість комплексно оцінювати світлове середовище за вказаними факторами та визначати не тільки кількісні їх значення, але й встановлювати зони комфорту та дискомфорту за кожним фактором окремо й усіма одночасно з обчисленням їх ергономічних показників.

Для оцінки світлового середовища пробування вибрані : 1) модель природного джерела інсоляції, яка є достатньо універсальною та дозволяє визначити тривалість інсоляції не тільки для будь-якої широти місцевості й моменту часу, але й дня року; 2) модель джерела природного освітлення, основана на методі проекції тілесного кута, що дозволяє підвищити її точність за рахунок застосування аналітичних залежностей розрахунку, а не наближених, як у методі Данилюка.

Для оцінки затінення та інсоляції території забудови застосовані методи імітаційного геометричного моделювання, що дає можливість графічно оцінити та візуалізувати динаміку зміни на протязі дня зон світлового комфорту та дискомфорту середовища пробування на території забудови. Це полегшує сприйняття експертом світлової обстановки та визначає відміну отриманого результату від відомих, що дозволяють визначити тільки статичну оцінку світлового середовища.

Для графічної оцінки затінення та інсоляції території забудо-ви запропоновані методи побудови таких областей :

1) миттєвої тіні об'єкта з координатами (), орієнтацією і висотою у момент - ;

затінення території об'єктом за інтервал

; (8)

3) території, що затінена об'єктом не менше годин

; (9)

інсоляції території в момент

, (10)

; (11)

5) інсоляції території не менше годин

, (12)

. (13)

Вибрані та обгрунтовані ергономічні критерії оцінки світлового середовища території забудови, за допомогою яких здійснюється кількісна оцінка зон світлового комфорту та дискомфорту території та розрахункових точок на ній, що дозволяє всебічно оцінювати функціональні та соціальні властивості середовища пробування та придатність його для заданих видів життєдіяльності. Зокрема, як ергономічні показники оцінки затінення та інсоляції території забудови, вибрані критерії подвійного призначення ( за предметною основою - санітарно-гігієнічні, а за функціональною - ергономічні ) :

1. Площа миттєвої тіні

, (14)



де , - коефіцієнти рівняння прямої, що проходить через початок координат та співпадає з напрямком тіні в момент ;

- координати вершин основи об'єкта, .

Площа розгортки тіні за інтервал

. (15)

3. Площа області затінення території за інтервал . території -м об'єктом або їх групою (); 3) інтервалів безперервного затінення заданої точки території всіма об'єктами , а також сумарної тривалості затінення; 4) інтервалів безперервної інсоляції вказаної точки території ( де - кількість інтервалів інсоляції з урахуванням усіх затінюючих об'єктів); 5) тривалості безперервної інсоляції вказаної точки території протягом кожного інтервалу; 6) сумарної тривалості інсоляції заданої точки території.

Побудова зон комфорту (ділянки території, що інсолюються протягом необхідного часу) і дискомфорту (ділянки, що затіняються протягом достатнього часу) здійснюється так, як і для шуму.

Запропоновані нові моделі та ергономічні критерії оцінки інсоляції приміщень, які дозволяють підвищити точність, швидкодію та оперативність оцінки вказаного фізичного фактора у реальному середовищі пробування в залежності від етапу проектування та первісної інформації. Відмінність одержаного результату від відомих моделей полягає в геометричному моделюванні та візуалізації поверхні розподілу значень інсоляції в різних точках приміщення, а також зон комфорту та дискомфорту з обчисленням їх ергономічних показників, аналогічних наведеним вище.

Розроблені нові методи визначення ергономічних показ-ників природного освітлення приміщень, що дозволяють враховувати більшу кількість впливаючих параметрів ( відбиття світла від зовнішніх та внутрішніх поверхонь приміщень ) та підвищити точність розрахунку за аналітичними залежностями, обчислю- вати не тільки кількісні значення природного освітлення, але й будувати та візуалізувати поверхню розподілу значень цього фактора в розрахункових точках приміщення, а також зони комфорту та дискомфорту з обчисленням їх ергономічних показників.

В розділі 5 вперше для автоматизації процесу ергономічної експертизи середовища пробування розроблено комп'ютерну техно-логію на базі графічного редактора AUTOCAD версії 14 і СУБД FOXBASE. Її основними компонентами є : 1) засоби AUTOCAD; 2) програми мовою AUTOLISP для геометричного моделювання середовищапробування, побудови графічних показників, поверхонь розподілу значень фізичних факторів, зон комфорту та дискомфорту; 3) бібліо- тека програм мовою С для розрахунку координат областей, значень фізичних факторів та ергономічних показників.

Розроблені засоби взаємодії експерта з ЕОМ у вигляді дружнього інтерфейсу з раціональним розподілом функцій між ними, враховуючи спроможності людини і можливості ЕОМ. Інтерфейс реалізовано за допомогою діалогових вікон мовою користувача у стандартах WINDOWS - 95, що дозволяє значно полегшити роботу експерта з ЕОМ у процесі ергономічної експертизи середовища пробування.

Наведено приклади оцінки акустичного середовища приміщень проектованого лікарняного комплексу, території забудови, що реконструюється, та торговельного комплексу з автомагазином.

Розглянуто приклади оцінки світлового середовища пробування для території забудови та приміщень з таких фізичних факторів, як затінення, інсоляція та природне освітлення.



ВИСНОВКИ

ергономічний експертиза технологія інформація

1. На підставі аналізу проблеми ергономічної експертизи СЛТС обґрунтовано необхідність ергономічної експертизи акустичного та світлового середовища пробування, наведена її постановка та сформульовані задачі дослідження.

Вибрані та обгрунтовані принципи побудови та структура технології ергономічної експертизи середовища пробування в умовах її багатофакторності з врахуванням різних ступенів визначеності факторів, їх взаємної важливості, первісної інформації.

3. Розроблена технологія ергономічної експертизи акустичного середовища пробування, що дозволяє оцінити її не тільки кількісно, але й графічно шляхом побудови зон комфорту (дискомфорту) з визначенням їх ергономічних показників.

4. Розроблена технологія ергономічної експертизи світлового середовища пробування, яка дає можливість кількісно та графічно оцінити затінення та інсоляцію території забудови, інсоляцію та природне освітлення приміщень, а також визначити їх зони комфорту та дискомфорту з обчисленням ергономічних показників.

5. Розроблена комп'ютерна технологія ергономічної експертизи середовища пробування, що проектується, яка включає програмні засоби взаємодії експерта з ЕОМ у вигляді дружнього інтерфейсу професійною мовою користувача, що дозволяє раціонально розподілити між ними функції та автоматизувати процес ергономічної експертизи.

6. Для перевірки вірогідності основних положень дисертації вирішено ряд конкретних практичних задач і проведено порівняння їх з результатами, що одержані традиційними методами.

7. Проведені дослідження виявили ряд нових задач в галузі створення експертних систем з аналізу та оцінки середовища пробування, що проектується.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Нефедова А.Л. Определение весомости физических факторов однонаправленного действия // Науковий вiсник будiвництва. - Харків: ХДТУБА, 1999. - Вип. 6. - С. 232-235.

2. Нефедова А.Л., Лулаков В.П. Система геометрического моделирования жилой застройки // Науковий вiсник будiвництва. - Харків: ХДТУБА, 1998. - Вип. 2. - С. 168-171.

3. Нефедов Л.И., Запорожцев С.Ю., Нефедова А.Л. Компьютерная технология анализа экологической среды функционирования проектируемых объектов // Применение микропроцессоров в системах железнодорожной автоматики. - Харьков: ХГАЖТ, 1995. -Вып.27.- Ч.1. - С. 59-66.

4. Коржик Б.М., Нефьодова А.Л., Петренко Ю.А. Моделі аналізу та оцінки рівня шуму // Науковий вісник будівництва.- Харків: ХДТУБА, 1998.- Вип. 3. - С. 162-169.

5. Коржик Б.М., Нефедова А.Л., Петренко Ю.А. Методы составления карт зашумленности межмагистральных территорий // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1998. - № 5. - С. 20-23.

6. Нефедова А.Л., Петренко Ю.А., Нефедов Л.И. Эргономическая экспертиза

Наведено приклад визначення вагомості інсоляції та природного освітлення при їх комплексній дії, коли встановлені переваги проектних ситуацій та значення вибраних фізичних факторів.

проектируемого больничного комплекса по шуму // Ра-диоэлектроника и информатика. - 1998.- № 4. -С 135-138.

7. Запорожцев С.Ю., Нефедова А.Л. Графоаналитический метод

расчета естественной освещенности помещений // Применение микропроцессоров в системах железнодорожной автоматики.- Харьков: ХГАЖТ, 1995. - Вып. 27.- Ч. 2. - С. 54-61.

8. Лулаков В.П., Нефедова А.Л. Автоматизация расчетов светотехники // АСУ и приборы автоматики.- Харьков : ХТУРЕ, 1997. - Вып.106. - С. 56-60.

9. Сахацкий В.Д., Запорожцев С.Ю, Нефедова А.Л. Графоана-литический метод моделирования электромагнитной обстановки вблизи фасада здания // АСУ и приборы автоматики. - Харьков : ХТУРЕ, 1997.- Вып. 105.- С.86-90.

10. Лулаков В.П., Нефедова А.Л. Геометрическое моделирование размещения объектов жилой застройки с учетом экологических факторов // Информационно-управляющие системы на железно-дорожном транспорте. - 1998. - № 4. - С. 77-79.

11. Запорожцев С.Ю., Нефедова А.Л. Построение шумовых карт от транспортных потоков с применением компьютерной графики // Ин-формационно-управляющие системы на железнодорожном тран-спорте. - 1996. - № 4. - С. 76-77.

12. Коржик Б.М., Нефедова А.Л. Критерии оценки акустического комфорта// Информационно управляющие системы на железнодорож-ном транспорте. - 1997. - №4. - С. 100.

13. Нефедова А.Л., Петренко Ю.А. Синтез эффективных мер за-

щиты от шума транспортных потоков // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1998. - №4. - С. 85-86.

14. Запорожцев С.Ю., Нефедова А.Л. Компьютерная графика при автоматизации расчетов естественной освещенности // Инфор-мационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1996. - № 4. - С. 71-72.

15. Нефедова А.Л., Лулаков В.П. Автоматизация светотехничес-ких расчетов на ПЭВМ // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1997. - №4. - С. 95.

16. Лулаков В.П., Нефедова А.Л. Компьютерные технологии оцен-ки электромагнитных излучений оптического диапазона // Информаци- онно-управляющие системы на железнодорожном транспорте.- 1997. - №4. - С. 95-96.



АНОТАЦІЯ

Нефьодова А.Л. Методи ергономічної експертизи акустичного та світлового середовища пробування. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальностю 05.01.04 - ергономіка. - Харківський державний технічний університет будівництва та архітектурои, Харків, 1999.

Дисертацію присвячено методам ергономічної експертизи акустичного та світлового середовища пробування, що проектується. Запропонована загальна методика створення технології ергономічної експертизи. Розроблені технології ергономічної оцінки акустичного та світлового середовища прообування, що дозволяють оцінити не тільки кількісні значення обраних фізичних чинників, але й встановити та візуалізувати зони комфорту та дискомфорту з обчислюванням їх ергономічних показників. Запропоновані комп'ютерна технологія ергономічної експертизи та засоби взаємодії експерта з ЕОМ у вигляді дружнього інтерфейсу професійною мовою користувача.

Ключові слова: ергономічна експертиза, середовище пробування, інсоляція, затінення, природнє освітлення.



АННОТАЦИЯ

Нефедова А.Л.. Методы эргономической экспертизы акустической и световой среды обитания. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.01.04 - эргономика.- Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры, Харьков, 1999.

На основании анализа проблемы эргономической экспертизы систем "человек - техника - среда" обоснована необходимость реше-ния задачи эргономической оценки акустической и световой среды обитания. Приведена ее постановка и сформулированы задачи исследования.

Впервые известные в теории автоматизации проектирования принципы структуризации и интеграции интерпретированы и распространены на новый класс объектов и процессов эргономи-ческой экспертизы проектируемой среды обитания. Это позволило выбрать структуру информационной технологии эргономической экспертизы среды обитания.

Впервые методы многокритериальной оценки содержательно интерпретированы и распространены на новую предметную область - эргономическую экспертизу проектируемой среды обитания по многим физическим факторам в зависимости от их комплексного воздействия, степени определенности, взаимной важности, исходной информации.

Разработан новый метод определения весомости физических факторов однонаправленного действия при известной информации о предпочтительности проектных ситуаций среды обитания и значениях выбранных факторов.

Для оценки акустической среды обитания определено необхо-димое и достаточное множество источников шума, наиболее часто встречающихся на территории застройки и вносящих существенный вклад в акустическую обстановку. Выбраны модели точечных и линейных источников шума и обосновано их применение в зависимости от этапа проектирования и степени определенности исходной информации.

Разработана технология эргономической оценки шума в реальной среде обитания, позволяющая учесть особенности распространения шума на территории застройки и в помещении, которая является адаптивной к различным проектным ситуациям.

На основе использования методов геометрического моделирования усовершенствованы и получили дальнейшее развитие методы построения шумовых карт, что дает возможность определить и визуализировать поверхность распределения значений уровня шума на территории, установить зоны акустического комфорта и дискомфорта с вычислением значений эргономических критериев их оценки.

Выбраны модели источников инсоляции и естественного освещения, позволяющие определить значения указанных факторов в

идеальных условиях.

Впервые методы имитационного геометрического моделирования применены для оценки затенения и инсоляции территории застройки,

что дает возможность графически оценить и визуализировать динамику изменения в течение дня зон светового комфорта и дискомфорта

среды обитания на территории застройки. Выбраны и обоснованы эргономические критерии оценки световой среды территории застройки.

Предложены новые модели и эргономические критерии оценки инсоляции помещений, которые позволяют повысить точность и оперативность расчетов для реальной среды обитания в зависимости от этапа проектирования и исходной информации.

Разработаны новые методы определения эргономических показателей естественной освещенности помещений, позволяющие учесть большее число влияющих факторов и повысить точность расчета за счет аналитических зависимостей.

Впервые разработана компьютерная технология эргономической экспертизы среды обитания, включающая программные средства геометрического моделирования среды распространения физических факторов, расчета их значений и построения зон комфорта и дискомфорта с вычислением их эргономических показателей.

Разработаны средства взаимодействия эксперта с ЭВМ в виде дружественного интерфейса на профессиональном языке пользователя с рациональным распределением функций, исходя из способностей человека и возможностей ЭВМ.

Рассмотрены конкретные практические задачи и проведено сравнение их решений с результатами, полученными другими методами.

Ключевые слова : эргономическая экспертиза, среда обитания, шум, инсоляция, затенение, естественная освещенность.



ABSTRACT

Nephodova A.L. Methods of ergonomics examination of noise and lighting inhabited environment - Manuscript.

Thesis for candidate's degree by speciality 05.01.04 - Ergonomics.-

Kharkov State Technical University of Construction and Architecture, Kharkov, 1999.

The dissertation is devoted to the ergonomics examination methods of the designed inhabited environment according to noise, insolation, shading and natural lighting. The general technique of constructioning ergonomics examination technology has been offered. The ergonomics еstimation technology regard to noise and lighting to have been developed is permitted to determine not only the quantitative vaiues of the selected physical factors, but also the visualize comfort and discomfort zones with calculationing ergonomics criterions. Computer technology of ergonomics examination and software as user-friendly interface have been suggested.

Key words: ergonomics examination, inhabited environment, noise, insolation, shading, natural lighting.

Размещено на Allbest.ru

...