Создание онлайн сервиса "CADoptimizer"

· отказ в доступе к определенным типам файлов для всех или некоторых пользователей (например, используется для отказа в доступе к разного рода конфигурационным файлам);

Разработанное в настоящем дипломном проекте web - приложение работает на сервере Apache.

2.1.2 Используемое программное обеспечение

Notepad++

Notepad++ - это бесплатный текстовый редактор файлов, который поддерживает синтаксис большого количества языков программирования. Программа обладает большим набором опций и отличается тем, что работает очень быстро, так как потребляет минимальное количество ресурсов процессора.

Несмотря на свою скорость работы, данный редактор ничуть не уступает своим тяжелым собратьям. В нём есть и подсветка синтаксиса текста с возможностью сворачивания блоков, в зависимости от языка программирования, который можно изменить в любой момент.

Среди интересных функций можно выделить возможность просмотра и редактирования нескольких документов одновременно, а также отображать и редактировать один и тот же документ в разных местах, при этом изменение документа в одном месте будет автоматически перемещено во второе окно.

Данный редактор использовался для быстрого внесения изменений в отдельные файлы проекта.

NetBeans IDE

NetBeans - это бесплатный многофункциональный редактор исходного кода. NetBeans является многофункциональной кросс-платформенной средой разработки, поддерживающая несколько языков программирования, в том числе и PHP. Это не просто текстовый редактор, данная среда делает подсказки при кодировании в зависимости от подключенных файлов и классов, а также подсказки параметров. В NetBeans есть всплывающие подсказки по документации со стандартными функциямя, возможность скачивать и закачивать файлы на удаленный сервер по FTP и SFTP, интеллектуальное автозавершение кода. Ещё он предоставляет шаблоны кода и позволяет его быстро переорганизовывать, умеет исправлять ошибки и многое другое.

Данная среда использовалась мной при разработке дипломного проекта.

Denwer

Для работы любого интернет приложения необходим сервер. На сервере работать не очень удобно. И для разработки серверных приложений можно использовать эмуляцию сервера. При создании нашего онлайн-сервиса был выбран специальный готовый устанавливающийся пакет "Denwer". Денвер - это набор дистрибутивов (Apache, PHP, MySQL, Perl и др.) и программная оболочка для развертывания локального сервера на Windows-машине, работающего без доступа в интернет. Главной особенностью Денвера является удобство работы сразу над несколькими независимыми проектами и даже возможность размещения сервера на Flash - накопителе.

Базовый пакет Denwer включает:

· Apache, SSL, SSI, mod_rewrite, mod_php;

· PHP5 с поддержкой GD, MySQL, sqLite;

· MySQL5 с поддержкой транзакций;

· phpMyAdmin - система управления MySQL через Web-интерфейс;

· эмулятор sendmail и SMTP-сервера.

Данное ПО использовалось для удобной разработки приложения и его тестирования на локальном компьютере.

Онлайн сервис Balsamiq Mockups.

Этот онлайн сервис позволяет легко и быстро создавать прототипы интерфейсов. В его инструменты входит множество графических компонентов и иконок, позволяющие быстро визуализировать виденье решения той или иной задумки.

Adobe Photoshop.

Многофункциональный графический редактор. Использовался для создания графических элементов интерфейса, таких как иконки, текстуры, кнопки и т.п. А также использовался для создания схем и иллюстрация для текущего дипломного проекта.

2.2 Разработка пользовательского интерфейса онлайн сервиса

Одной из задач, стоящих передо мной в данном дипломном проекте, была разработка web-интерфейса для онлайн сервиса. Для этого использовался HTML и CSS. Для придания интерфейсу динамичности, использовался язык JavaScript в комбинации со свободно распространяющейся библиотекой jQuery, которая позволяет удобно и быстро оживлять web-страницы.

Как было сказано ранее, при проектировании интерфейса нужно хорошо представлять цель пользователя, и задачи стоящие перед ним для достижения этой цели.

Итак, был разработан интерфейс, который реализует следующий функционал:

· регистрация на сервисе;

· вход под своим профилем на сервис;

· управление библиотекой математических моделей;

· управление библиотекой критериев;

· выбор критериев для выходных характеристик;

· настраивать параметры поиска и изменять стратегию поиска;

Далее будут подробно рассмотрены эти пункты.

2.2.1 Регистрация пользователя

Для того чтобы пользователь смог воспользоваться инструментами оптимизации, ему необходимо пройти регистрацию, а затем входить под своим логином, который является e-mail адресом, и паролем. Для этого был разработан удобный и нераздражающий интерфейс для регистрации на сайте. В правом верхнем углу web-сайта есть скрывающаяся форма для аутентификации и кнопка для регистрации, она показана на рисунке 4.

Рисунок 3. Форма входа на сайт.



Как можно догадаться из рисунка 3, на сервисе реализована возможность восстановления забытого пароля по email, указанного при регистрации.

Для того чтобы зарегистрироваться, нужно заполнить специальную форму, которая указана на рисунке 4. Как вы можете заметить, на сервере происходит проверка входных данных. Для удобства пользователя сообщения об ошибках наглядно выводятся в нужных местах.

Ещё на рисунке 4 видно, что используется CAPTCHA. CAPTCHA - (англ. Completely Automatic Public Turing Test to Tell Computers and Humans Apart) - это автоматический тест Тьюринга для того чтобы различить людей от компьютерных программ.

Другими словами, это такая задача, которую не может решить компьютер, но при этом легко решаемая человеком.

Применять CAPTCHA необходимо для того, чтобы предотвратить множество автоматических регистраций и отправление сообщений программами. Т.е. CAPTCHA защищает web приложения от спама, и захвата аккаунтов.

Обычно CAPTCHA представляет собой хитрым способом зашумленное случайное число или слово, которую пользователю необходимо распознать и ввести прочитанный результат.

Для реализации CAPTCHA использовалось бесплатное готовое решение "KCAPTHCA", написанное на PHP, использующее библиотеку GD.



Рисунок 4. Форма регистрации пользователя.

2.2.2 Общий интерфейс онлайн сервиса

После успешной регистрации, пользователю не нужно будет входить на сайт, он сразу будет автоматически авторизован. На указанный E-mail придет письмо, необходимое для подтверждения регистрации. В письме будет ссылка, при переходе на которую E-mail будет подтвержден. В противном случае, аккаунт пользователя будет автоматически удален через 3 дня. В профиле пользователя будет сообщение, с обратным отчетом этого события.

Итак, после входа под своим аккаунтом, пользователю будет доступен полный функционал онлайн сервиса. На рисунке 5 представлен общий интерфейс онлайн сервиса.



Рисунок 5. Общий интерфейс пользователя.

Давайте подробнее рассмотрим пронумерованные элементы интерфейса на рисунке 5.

1 - верхний блок, содержащий выпадающее меню, и форму входа или кнопку выхода из аккаунта. Этот блок есть на всех страницах сайта.

2 - левая колонка. В этом блоке хранятся дополнительные элементы интерфейса, которые должны быть доступны на всех страницах сервиса.

3 - главный контейнер. В этой части интерфейса все и происходит, это рабочая область в которой выводится содержание разных страниц сервиса с разным функционалом, будь то ввод математической модели или регистрация на сайте.

4 - выпадающее меню.

5 - информация о текущей учетной записи и ссылка на переход на профиль пользователя.

6 - кнопка для выхода из текущей учетной записи.

7 - дополнительное общее левое меню.

8 - место для дополнительного левого меню, здесь может располагаться меню, необходимое для дополнительных элементов интерфейса, в зависимости от страницы, на которой мы находимся.

9 - информация о текущей выбранной математической модели.

10 - кнопка для перехода на страницу настройки параметров поиска. Эта кнопка появляется только в том случае, если выбрана математическая модель и не менее одного критерия для выходных параметров.

2.2.3 Страница профиля пользователя

Эта страница носит чисто формальный характер. Как видно на рисунке 6, на странице профиля представлена информация об аккаунте пользователя, а также возможность редактировать личные данные и изменять пароль. В процессе дальнейшей разработки сервиса эта страница может быть изменена.

Рисунок 6. Страница профиля пользователя.

2.2.4 Создание математической модели

На рисунке 7 представлен интерфейс ввода математической модели.

Рисунок 7. Создание математической модели.



Как видно из рисунка 7, интерфейс позволяет добавлять и удалять динамически поля для ввода входных и выходных параметров, нажатием на соответствующие кнопки плюс/минус. Также можно сразу ввести ограничения для входных и выходных параметров, уже при создании математической модели. Справа есть информационный блоки, которые помогают пользователю правильно ввести данные. Название математической модели и её описание можно указать любое, это нужно лишь для удобства пользователя. После отправки данных, программа проверит данные, и укажет на ошибки пользователя в нужных местах, это показано на рисунке 8.

Рисунок 8. Обработка ошибок при создании математической модели.

При успешном же вводе математической модели, она сохранится в базу данных, в виде массива данных, закодированного специальным образом для удобного хранения.

2.2.5 Управление библиотекой математических моделей

Интерфейс онлайн сервиса позволяет хранить ранее созданные математические модели, редактировать и удалять их. Для выбора математической модели, необходимо просто нажать соответствующую кнопку в личной библиотеке математических моделей. Интерфейс вывода математических моделей представлен на рисунке 9. Созданные математические модели доступны только тому одному пользователю, который их создал. Но в дальнейшем возможна реализация создания публичных математических моделей. Также в базе есть примеры математических моделей, которые доступны всем пользователям.

Рисунок 9. Выбор математической модели.

Выбранная модель отображается в статусе в левой части сайта, и подсвечивается зеленым цветом в библиотеке моделей.

2.2.6 Интерфейс выбора критериев

Приступить к выбору критериев для выходных параметров математической модели, очевидно, можно только после выбора математической модели из библиотеки моделей.

Давайте рассмотрим рисунок 10, на котором представлен выбор критериев, и на котором видно, что данные были отправлены, и пользователю были выведены сообщения об ошибках в нужных местах.



Рисунок 10. Настройка критериев для выходных параметров.

Как видно из рисунка 10, одному выходному параметру можно задавать как несколько критериев, так и ни одного.

Давайте подробнее разберем рисунок 10:

1 - имя выходного параметра (берется автоматически из математической модели)

2 - кнопка, которую нужно нажать, если для этого выходного параметра не нужно задавать какие либо критерии. Это кнопка превратится в кнопку 3 после нажатия.

3 - кнопка для того чтобы задать критерии для этого выходного параметра.

4 - так выглядит блок с выходным параметром, если для него не нужно задавать критерии.

5 - кнопка для добавления дополнительных критериев для выходного параметра.

6 - кнопка для удаления дополнительных критериев для выходного параметра.

Также реализован интерфейс по пополнению пользовательской библиотеки критериев, путем написание подпрограммы.



2.2.7 Настройка параметров случайного поиска

На этой странице производится необходимая настройка перед запуском случайного поиска. Настройка производится для всех входных и выходных параметров, также есть проверка на всевозможные ошибки при вводе, и вывод этих ошибок в нужных местах.

Макет интерфейса для настройки параметров поиска представлен на рисунке 11.

Рисунок 11. Настройка параметров случайного поиска.

2.2.8 Вывод результатов случайного поиска

Вывод результатов случайного поиска в программном комплексе представлен в виде таблицы, с возможностью выбора данных строки таблицы для дальнейшего поиска.

Таблица изображена на рисунке 12.



Рисунок 12. Таблица результатов случайного поиска.

Также была необходимость сохранения этой таблицы, для возможности в дальнейшем вернуться на эту страницу для выбора другого вектора параметров. Данные представленные на рисунке 12 являются демонстрационными.

2.2.9 Параметры прямого поиска

После выбора вектора характеристик из предыдущего пункта, была задача реализовать интерфейс для настройки прямого поиска.

На этой странице пользователь должен выбрать поиск и иметь возможность настроить его параметры.

А также вернуться на эту страницу, если результат поиска не будет удовлетворительным.

В связи с этим есть необходимость в сохранении промежуточных данных.

Прототип интерфейса представлен на рисунке 13.



Рисунок 13. Прототип интерфейса для выбора и настройки прямого поиска.

2.2.10 Результаты прямого поиска

На этой странице выводится результат прямого поиска, а также все параметры предшествующего поиска. На этой странице, если результаты не удовлетворяют пользователя, есть возможность вернуться на страницы настроек случайного или прямого поисков, для изменения стратегии поиска. А также можно вернуться к выбору критериев, если необходимо изменить критерии поиска для выходных характеристик. Или даже отредактировать математическую модель, но тогда все параметры поиска будут сброшены.

2.3 Техническая реализация онлайн сервиса

Для работы современного сайта используется целый комплекс различных технологий. Об этих технологиях было сказано в разделе "выбор технических средств" этой части дипломного проекта. В этом же разделе речь пойдет о технической реализации некоторых ключевых моментов, файловой системе проекта и структуре базы данных.

2.3.1 Файловая система сервиса

На рисунке 14 представлена примерная файловая система онлайн сервиса.

Рисунок 14. Файловая система онлайн сервиса.

Давайте рассмотрим рисунок 14, и разберемся, за что отвечают некоторый файлы и папки.

В папке "css" хранятся файлы стилей .css, которые отвечают за внешний вид страниц. В папке "js" хранятся javascript программы, которые отвечают за динамику на страницах.

Файл .htaccess это конфигурационный файл HTTP-сервера Apache, позволяющий корректно настроить работу сайта или сервера в целом. В нашем сервисе в настройках этого файла было настроено специальное перенаправление с любого URL - сайта на главную страницу index.php.

А уже в файле index.php подключаются все необходимые скрипты для работы приложения, и для определения на какой странице мы сейчас находимся.

В папке php хранятся все файлы необходимые для работы онлайн сервиса на сервере. Внутри этой папки множество других папок. Рассмотрим некоторые из них.

В папке "core" хранятся файлы, ключевые файлы, которые позволяют сервису работать в рамках общего интерфейса. В ней хранятся файлы необходимые для инициализации всех настроек приложения, подключение библиотек, аутентификация пользователей, главная страница, главное меню и глобальные функции.

В папке "libs" хранятся необходимые для работы библиотеки.

И наконец, в папке "scripts" хранятся папки со скриптами, реализующие выполнение сценариев доступные на одноименных url - адресах. Например, папка "mymodels" отвечает за работу сценариев для создания/редактирования/удаления и вывода математических моделей пользователя. И эта страница доступна в интернете по адресу: http://адрес-сайта/mymodels/.

Для удобства программирования используется шаблон "Model-View". Этот шаблон используется для разделения модели и её представления, что необходимо, так как позволяет изменять их отдельно друг от друга. Так в одном файле (являющейся моделью) будет логика работы с данными, а в другом (представление) работа с пользовательским интерфейсом.

2.3.2 Использование библиотеки PHPSandbox

В нашем онлайн сервисе существует возможность написания подпрограмм для задания математической модели.

Для этого пользователям предлагается написать логику на языке PHP. Дело в том, что выполнять на сервере код пользователя, мягко говоря, не безопасно.

Злоумышленники могут удалить базу данных, или разослать спам на 1000 email адресов, используя какую-либо уязвимость. Поэтому особенно важно было реализовать безопасное выполнение любого кода, и защита от потенциально опасных конструкций в коде пользователя.

Для этого была использована библиотека PHPSandbox, которая, к слову, требует новой современной версии языка PHP 5.3.2+. Эта библиотека основана на использовании другой библиотеки PHPParser. Эта библиотека в свою очередь разбирает php код в абстрактном представленном дереве, однозначно определяющее синтаксис входного кода. Эти две библиотеки являются OpenSource проектами и свободно представлены в общем доступе.

2.3.3 Проектирование базы данных

Для современного онлайн сервиса необходима база данных. На нашем сервисе база данных в первую очередь необходима для системы аутентификации пользователей и их пользовательской библиотеки математических моделей. На рисунке 15 представлена структура базы данных. В процессе разработки она может быть дополнена и модифицирована.

Рисунок 15. Структура базы данных.

Из рисунка видно, какие типы полей есть у представленных таблиц. Таблица "users" хранит информацию о пользователях. Из email-адреса, пароли в зашифрованном виде, код для подтверждения email-адреса, и забытого пароля. Эта таблица условно связана с другими таблицами.

Так, таблица "math_models" хранит математические модели пользователей.

Таблица "conditions" текущее состояние вычисления, это необходимо на случай, если пользователь захочет выйти из своего аккаунта и вернуться к нам позже. И таблица "results" хранит результаты уже когда-то проведенных пользователем поисков. Своего рода история вычислений.

Выводы по главе

В данной главе были приведены используемые технические средства при разработке программы для данного дипломного проекта. Также был описан разработанный пользовательский интерфейс, и некоторые аспекты технической реализации проекта.



3. Охрана труда

3.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

3.1.1 Основные понятия

Трудовой кодекс Российской Федерации (глава 33, статья 209) устанавливает следующие основные определения и понятия, связанные с охраной труда:

"Охрана труда - система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.

Условия труда - совокупность факторов производственной среды и трудового процесса, оказывающих влияние на работоспособность и здоровье работника.

Вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его заболеванию.

Опасный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его травме.

Безопасные условия труда - условия труда, при которых воздействие на работающих вредных и (или) опасных производственных факторов исключено либо уровни их воздействия не превышают установленных нормативов.

Рабочее место - место, где работник должен находиться или куда ему необходимо прибыть в связи с его работой и которое прямо или косвенно находится под контролем работодателя.

Средства индивидуальной и коллективной защиты работников - технические средства, используемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работников вредных и (или) опасных производственных факторов, а также для защиты от загрязнения.

Производственная деятельность - совокупность действий работников с применением средств труда, необходимых для превращения ресурсов в готовую продукцию, включающих в себя производство и переработку различных видов сырья, строительство, оказание различных видов услуг.

Требования охраны труда - государственные нормативные требования охраны труда, в том числе стандарты безопасности труда, а также требования охраны труда, установленные правилами и инструкциями по охране труда." [9]

3.1.2 Вредные и опасные факторы при работе на ЭВМ

В настоящее время возникла острая необходимость улучшить условия труда пользователей ЭВМ, и с каждым годом, по мере увеличения числа пользователей и сфер трудовой деятельности, где применяются ЭВМ, актуальность улучшения условий труда только возрастает.

С развитием современных технологий качество и безопасность комплектующих частей ЭВМ постоянно растет. Однако проблема безопасности, например, работы за дисплеями остается наиболее важной даже в высокоразвитых странах мира. Решения задач по снижению вредного и опасного воздействия дисплея на человека выноситься на общенациональный государственный уровень. Так в Германии, работа за монитором возглавляет список особо опасных и вредных профессий.

В свою очередь, создание безопасных и комфортных условия труда для работающих на ЭВМ, способствует достижению главной цели - повышению производительности труда.

Наиболее необходимой и важной задачей для работающих с персональными компьютерами является создание условий для их труда.

При определении и создании условий труда пользователей компьютерной техникой необходимо учитывать:

· особый подход при организации места для работы;

· условия производственной среды, например, шум, освещение, микроклимат, электромагнитные и электростатические поля, визуальные эргономические параметрами дисплея и т. д.;

· взаимодействие человека и персональных ЭВМ, а именно информационную характеристику такого взаимодействия.

Как отмечалось выше, для работы с персональным компьютером, в частности за монитором, необходимо создавать такие условия, при которых работа будет комфортной, отвечать необходимым условиям труда, безопасной для человека.

Известно, что при работе за монитором возникает сильное зрительное напряжение, и как следствие глаза человека сильно устают, а при длительной и напряженной работе могут серьезно пострадать.

Именно поэтом, в подавляющем большинстве нормативных документах, которые регламентируют условия труда работников с использованием персональных электронно-вычислительных машин, присутствует этот вредный фактор.

Важно отметить, что то воздействие, которое оказывает монитор на человеческий глаз, проявляется не в присутствии электромагнитных или каких бы то ни было других излучении. Оно возникает только от того, что постоянно необходимо напрягать глаза, считывая информацию с экрана. Если сравнить чтение обычной книги и чтение текста с экрана, то разница будет существенной, зрительное напряжение и сам принцип чтения сильно отличаются друг от друга.

Если мы говорим об обычном чтении текста на листе бумаге, лежащем на горизонтальном столе работника, то при таком чтении свет попадает прямо на бумагу, при этом голова человека немного наклонена. Работающий по персональном компьютере оператор считывает текст, держа голову почти абсолютно прямо перед собой, без наклона, положение глаз также прямое или немного вверх.

Текст на дисплеи, как известно продукт люминесцирующего вещества экрана, он находится не на самом экране, как если бы это был обычный лист бумаги, а формируется по другую сторону экрана. Работающий за компьютером читает не отражаемый текст, он смотрит непосредственно на источник света. Постоянное воздействие света на глаза человека и орган его зрения в целом, является причиной стрессовой работы органа зрения у пользователя, несвойственной ему от природы. Наиболее опасным такое воздействие бывает при длительном режиме работы.

Вот почему, профилактика негативных воздействий на орган зрения является важной составляющей в организации режима работы и отдыха трудящихся. Соблюдение установленного нормативными документами режима труда и отдыха, будет способствовать здоровью работников, что в свою очередь повлечет повышению производительности труда.

В соответствии с СанПиН2.2.2/2.4.1340-03, определено три группы работ с ЭВМ (группы А, Б, В), помимо этого установлено три категории определяющих понятия сложности и напряженности работы.

В первую группу работ, группа А, входит работа по считыванию информации с дисплея.

Вторая группа, группа Б, включает в себя работы, связанные с вводом информации.

К третья группа, группа В, относиться интерактивная работа с различным программным обеспечением. Такая работа наиболее часто встречается в труде офисных работников.

Для третьей группы установлены следующие регламентированные перерыва:

Для первой категории сложности - при работе с компьютером не более двух часов за смену - устанавливаются два перерыва по пятнадцать минут через два часа после начала смены и через два часа после обеденного перерыва:

Для второй категории сложности - при работе с ЭВМ от двух до четырех часов за смену - определены два перерыва по пятнадцать минут через два часа после начала смены, через полтора или два часа после обеденного перерыва. Возможно заменить данный распорядок на другой - перерывы по десять минут после каждого часа работы;

Для третьей категории сложности - при работе за монитором от четырех до шести часов за смену - регламентированы два перерыва по двадцать минут через полтора, два часа после начала смены и через полтора, два часа после обеденного перерыва. Или перерывы по пятнадцать минут после каждого часа работы.

Особо следует отметить, что не допускается продолжительность работы пользователя персональным компьютером непрерывно в течение шести часов за смены, при восьми часовой рабочей смене. Непрерывная работа за дисплеем компьютера свыше двух часов также не допустима.

При работе в ночное время, продолжительность перерывов, регламентированных для всех категорий сложности, необходимо увеличить на один час.

Работа преподавателей, ведущих обучение в компьютерных классах, продолжительность их работы должна составлять не более четырех часов в день. Во время перерывов, которые должны соответствовать установленным нормам, рекомендуется выполнять специальные упражнения для глаз.

Очень важно помнить, что непрерывная работа более четырех часов резко увеличивает шансы получить расстройство органов зрения. Всемирная Организация здравоохранения (ВОЗ) определила понятие "компьютерный зрительный синдром" (КЗС). Основные симптомы КЗС это жжение в глазах, покраснение век, и развитие опасного заболевание для глаз - конъюнктивита. При конъюнктивите появляется чувство инородного тела или песка под веками, возникает боль в области глазниц и даже лба, зрение затуманивается, замедляется перефокусировка с дальних предметах на ближние.

Дефицит времени, огромный объем и высокая плотность информации повышенная ответственность за корректность информации, специфичность диалогового режима общения компьютера и человека способствуют возникновению нервно-эмоционального напряжения при работе с ЭВМ. Ключевым фактором возникновения подобного нервно-эмоционального напряжения можно смело назвать продолжительность работы на дисплеи, особенно в диалоговом режиме. Последствия нарушения режима работы с ЭВМ - нарушение сна, снижение концентрации внимания и как следствие, работоспособности, ухудшение общего состояния здоровья организма человека, хронические головные боли, повышение возбудимости нервной системы, депрессия.

Повышение нервно-психических нагрузок, особенно в сочетании с другими вредными факторами оказывает отрицательное влияние на работу всего организма человека. У человека возникает недостаток в витаминах и минеральных веществах (особенно железа, магния, селена), так как организм теряет способность усваивать их из пищи, как он делает это в обычном режиме. Как правило организм человека ослабевает сопротивляемость к воздействию вредных факторов окружающей и производственной среды, происходит нарушение обмена веществ, организм стареет и изнашивается быстрее.

Для тех, кто постоянно работает на ЭВМ целесообразно для повышения производительности труда и сохранению здоровья принимать витамино - минеральные комплексы.

Повышенные динамические и статические нагрузки пользователей ЭВМ являются причинами жалоб на боли в шейном отделе позвоночника и спине, а также в руках (кистях рук). У активных пользователей персональными компьютерами, чаще других распространены недомогания связанные с использованием при работе клавиатуры. Выполняя операции ввода данных, у работающего с клавиатурой количество мелких стереотипных движений кистей и пальцев рук может достигать шестьдесят тысяч и даже более этого. По шкале гигиенической классификации труда такая трудовая деятельность относится к категории вредной и опасной.

Непрерывное нажатие на клавиши способствует сокращению мышц, при этом сухожилия неустанно скользят вдоль костей и соприкасаются с тканями, что может привести к развитию болезненных воспалительных процессов (тенденитов). Тендениты еще называют "травмы повторяющихся нагрузок".

Другие не менее болезненные симптомы, появляющиеся при неправильной организации труда с работой на ЭВМ, появляются в виде доли в шее и спине. Подобное недомогание появляется не сразу, а имеет накопительный характер, оно получило наименование "синдром длительных статических нагрузок" или СДСН.

Причиной возникновения синдрома длительных статических нагрузок является длительное нахождения человека в положении "сидя". Такое положение способствует перенапряжению мышц ног и спины, при этом появляются ноющие боли и неприятные ощущения в нижней части спины.

Главная причина появления боли в спине и ногах это неправильная высота рабочего стола и сидения, отсутствие спинки для опоры спины и подлокотников, неправильное установка монитора, размещение клавиатуры и документов, а также отсутствие подставки для ног.

Для уменьшения и профилактики неприятных ощущений и боли полезны и даже необходимы перерывы в работе, а также эргономические усовершенствования оборудования рабочего места.

Электромагнитные и электростатические поля, акустический шум, повышение или снижение ионного состава воздуха и параметров микроклимата в помещении, все выщеперечисленное влияет на ухудшение здоровья пользователя ПК.

Важными факторами, влияющими на состояние организма, являются эргономические параметры расположения дисплея, освещенность рабочего места, габариты мебели, параметры помещения, в тором оборудовано рабочее место пользователя ЭВМ.

С 30 июня 2003 г. введены новые Санитарно-эпидемиологические правила СанПиН 2.2.2/2.4. 1340-03 "Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы".

Требования Санитарных правил распространяются на вычислительные электронные цифровые машины персональные и портативные; периферические устройства вычислительных комплексов (принтеры, сканеры, клавиатуру, модемы внешние); устройства отображения информации (видеодисплейные терминалы - ВДТ) всех типов, условия и организацию работы с ПЭВМ и направлены на предотвращение неблагоприятного влияния на здоровье человека вредных факторов производственной среды и трудового процесса при работе с ПЭВМ.

3.1.3 Физически вредные и опасные факторы

Физические вредные и опасные факторы - это повышенный уровень рентгеновского, электромагнитного, инфракрасного и ультрафиолетового излучения; повышенное содержание положительных аэронов и пониженное содержание отрицательных аэронов; превышение статистического электричества и запыленность воздуха в рабочей зоне; неравномерное распределение яркости в поле зрения, например повышенная яркость светового изображения, чрезмерная блескость и ослепленность; превышение норм значений напряжения в электрической цепи, которое может привести к замыканию через тело человека.

3.1.4 Психофизические вредные и опасные факторы

К психофизиологическим вредным и опасным факторам можно отнести - чрезмерное напряжение зрения и внимания; длительные статические интеллектуальные и эмоциональные нагрузки; монотонный труд; большой объем информации, обрабатываемый в единицу времени; неправильная организация рабочего места.

Самые распространенные симптомы, появляющиеся в конце рабочего дня у пользователей ПЭВМ, операторов это - головная боль и переутомление глаз, типичные боли в мышцах рук, шеи и спины, пониженная концентрации внимания.

Наиболее типичным профессиональным заболевание, источником которого становится длительная интенсивная работа за компьютером - травма повторяющихся нагрузок (ТПН), представляет собой недомогания, переходящие в заболевания нервов, мышц и сухожилий руки.

Другие профессиональные заболевания, связанным с ТПН:

· тендовагинит - воспаление сухожилий кисти, запястья, плеча;

· тендосиновит - воспаление синовиальной оболочки сухожильного основания кисти и запястья;

· синдром запястного канала (СЗК) - вызывается ущемлением срединного нерва в запястном канале. Накапливающаяся травма вызывает образование продуктов распада в области запястного канала, в результате чего вначале возникает отек, а затем СЗК.

Появляются жалобы на жгучую боль и покалывание в запястье, ладони, а также пальцах, кроме мизинца. Наблюдается болезненность и онемение, ослабление мышц, обеспечивающих движение большого пальца.

Эти заболевания обычно наступают в результате непрерывной работы на неправильно организованном рабочем месте.

3.2 Обеспечение электробезопасности в жилых помещениях

Обеспечение электробезопасности в электроустановках, используемых в производственном и бытовом назначении, постоянного и переменного тока, частота которого в приделах 50 и 400 Гц, достигается контролем значений напряжения и силы тока в электрической цепи, замыкание которой возможно через тело человека. Соответствующие измерения обеспечены НТД, различными приборами, необходимыми методиками и уникальными средствами поверки.

Обеспечение электробезопасности при эксплуатации электроустановок, использующих постоянный и переменный ток, достигается путем контролирования значений напряжения и силы тока в электрической цепи, возможное замыкание которой может произойти через тело человека.

Обеспечение электробезопасности, прежде всего, включает в себя решение технических, организационных, хозяйственных и медицинских вопросов в комплексе.

Обеспечению электробезопасности УВРМ с электроприводом уделяется повышенное внимание, так как УВРМ именно такие машины, которые подвержены воздействию динамических нагрузок в совокупи, таких как удары и вибрация, высокие температуры. Поэтому возможность повреждения изоляции очень велика. Наиболее опасным в данном случае является возможность поражения оператора УВРМ электрическим током.

Кроме того, электробезопасность достигается путем проведением таких мероприятий, как - двойная изоляция, снижение напряжения питания, применение защитно-отключающих устройств. Из них самый простой и эффективный способ, получивший самое широкое применение - это двойная изоляция. Двойная изоляция представляет собой дополнительную, помимо рабочей, изоляцию, предназначенную специально для защиты оператора от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции.

Более того, для обеспечения электробезопасности и предупреждения поражения током при прикосновении к металлическим конструктивным частям установки и вторичным виткам нагревательных контуров, когда они вследствие какой-либо неисправности могут оказаться под опасным напряжением, их необходимо заземлять.

Для достижения электробезопасности необходимо неукоснительно выполнять требования ГОСТ 12.2.007.13-88 (1989), строго соблюдать Правила устройства электроустановок, Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденные Госэнергонадзором.

Существуют следующие технические способы и средства для обеспечения электробезопасности, которые применяются отдельно или сочетаются друг с другом: защитное заземление, зануление, защитное отключение, выравнивание потенциалов, малое напряжение, изоляция токоведущих частей; электрическое разделение сетей; оградительные устройства; блокировка, предупредительная сигнализация, знаки безопасности; предупредительные плакаты; электрозащитные средства.

Средствами обеспечения электробезопасности являются: защитное заземление; зануление; защитное отключение; малое напряжение; электрическое разделение сетей; выравнивание потенциалов; компенсация токов замыкания на землю; изоляция токоведущих частей; индивидуальные средства защиты; оградительные устройства; предупреждающая сигнализация; блокировка; знаки безопасности.

ГОСТ 12.1.019 - 96 подразделяет технические способы и средства обеспечения электробезопасности на две группы: обеспечивающие защиту от случайного прикосновения к токоведущим частям и защищающие от поражения током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции или по иным причинам.

Защитное заземление - это предназначенное для обеспечения электробезопасности устройство, в котором не находящиеся под напряжением металлические части оборудования заземлены с помощью заземляющих проводников и заземлителей. Такое устройство может рассматриваться как защитное заземление только в том случае, когда оно выполнено с соблюдением соответствующих требований и норм.

Важно знать и помнить, что для обеспечения электробезопасности иногда недостаточно использовать одну меру защиты. Самой важной основной защитой человека от поражения электрическим током является, прежде всего, надлежащие использование и соблюдение соответствующего уровня эксплуатации электроустановок.



3.3 Расчет защитного зануления

В соответствии с "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей" (утверждены Министерством энергетики 13 января 2003 г. N6), сети до 1000 В с изолированной нейтралью должны быть защищены пробивным предохранителем. Предохранитель должен быть установлен в нейтрали или в фазе. При этом должен быть предусмотрен контроль за его целостностью.

Помещения, где размещены ПЭВМ, должны быть оборудованы защитным заземлением (занулением). Так как безопасное напряжение U=42 В, а фазовое напряжение Uф = 220 В, то необходимо предусмотреть зануление. Произведем расчет зануления для ПЭВМ:

онлайн автоматизация интерфейс

Рисунок 17. Схема защитногозануления.

НЗП - нулевой защитный провод (соединяет зануляемые части с заземленной нейтральной точкой ПЭВМ).

НР - нулевой рабочий проводник (служит для питания электроприемника, подключен к заземленной нейтрале источника питания).

R0 - сопротивление нейтрали, Ом.

,



где IКЗ - сила тока короткого замыкания, А;

UФ - фазное напряжение, В (~ 220 В);

RT - сопротивление фазного провода, Ом (~ 0,413 Ом - по паспорту).

,

,

где - удельное сопротивление материала проводника, Ом*мм²/м;

l - длина проводника, м;

s - площадь поперечного сечения проводника, мм².

Для расчетов возьмем медные проводники длиной l1=600 м, l2=300 м, l3=800 м и площадью поперечного сечения s1=1.5 мм², s2=1 мм², s3=1мм².

Удельное сопротивление меди: Ом * мм²/м

(Ом).

(А).

Теперь по значению IКЗ можно определить скакимIНОМ необходимо в цепь питания ПЭВМ включить автомат:

,

где k - коэффициент качества защитного устройства, k = 3 (k = 3 для защитного автомата типа электромагнитного расщепителя).

(А).

Для обеспечения защиты от поражения электрическим током в цепь питания ПЭВМ необходимо включить автомат с А.

Выводы по главе

В главе перечислены опасные и вредные факторы, которые могут возникнуть при выполнении дипломной работы, причины их возникновения и меры по предотвращению или снижению их негативного воздействия на работника. Для защиты от поражения электрическим током был произведен расчет защитного зануления (в цепь питания ПЭВМ необходимо включить автомат с А).



4. Экологическая часть

4.1 Влияние шума на производительность труда

Шум называют всякий звук, который действует на человека неблагоприятно. Если рассматривать звук с физической точки зрения, то он представляет собой обычное механические колебания упругой среды.

Орган человека, отвечающий за слух, может воспринимать слышимый звук в виде колебания упругой среды, который имеет частоту примерно от 20 до 20000 Гц. Более важным интервалом, воспринимаемым слуховым восприятием является интервал от 45 до 10000 Гц.

Важно отметить, что восприятие звука человеческим ухом напрямую зависит от его частоты, интенсивности, а также от звукового давления, частотного диапазона шума и от равномерности воздействия в течение рабочего времени.

Если воздействие шума неблагоприятное для выполняющего работу сотрудника, то результатом является снижение производительности труда, увеличением браковочных изделий в работе. Неблагоприятное воздействие на человека шума создает предпосылки для возникновения несчастных случаев на производстве.

В связи с этим, и именно поэтому, такое важное значение приобретают оздоровительные и экономические мероприятия, направленные на борьбу с неблагоприятным шумом.

ГОСТ 12.1.003-83 (1999) "ССБТ. Шум. Общие требования безопасности", предусматривает допустимые нормы уровня шума, представленные в таблице 1.



Таблица 1. Допустимые уровни звукового давления и звука на рабочих местах

Рабочие места	Уровень звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука, дБ
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Лаборатории для теоретических работ	71	61	54	49	45	42	40	38	50

В настоящее время, не достаточно полно изучено влияние шума на человека. Во внешней среде существует достаточно большое количество факторов, влияющих в той или иной мере на человека. Выделить в какой мере влияет именно шум на человека весьма проблематично, тем более, что отсутствуют четкие критерии оценки. Человек реагирует на шум очень индивидуально, например одни люди очень чувствительны к громким и высоким звукам, другие напротив не выказывают никакого нетерпения. Звук может вызвать у некоторых людей недовольство, или быть причиной нарушения их самочувствия, сна, профессиональной деятельности.

Люди по разному воспринимают звуки в будучи в разном возрасте, состоянии здоровья, настроения. Характер трудовой деятельности человека, также откладывает свой отпечаток на различия в восприятии людьми шума.

Решающее значение имеет как уровень звука, так и временной фактор, степень раздражающего воздействия напрямую зависит от того, насколько шум превышает привычный окружающий фон, и какую информацию он в себе несет.

Доказано, что производственный шум влияет на человека наихудшим образом, он может стать причиной развития профессионального заболевания. Так, если неблагоприятный звук воздействует на человека длительное время, такое воздействие возможно может привести к частичной, или даже значительной потере слуха - профессиональной тугоухости и оказывать глубокое воздействие на организм человека всецело. При шуме частотой 130 дБ человек испытывает неприятные болевые ощущения. Шум же частотой в 150 дБ для человека, вообще непереносим, частота звука 190 дБ способна вырвать заклепки из металлических конструкций.

Важным открытием было способность шума накапливаться в организме человека, тем самым нанося ему вредное воздействие, в первую очередь на центральную нервную систему и сердечно-сосудистую систему. Такое свойство шума называется кумулятивным.

Шум сопровождает возникновение многих заболеваний и функциональных расстройств. По результатам медико-биологических исследований, каждый децибел шума, сверх допустимой нормы становится причиной понижения производительности труда на производстве ровно на один процент, тем самым увеличивая риск потери слуха на полтора процента и на полпроцента увеличивает риск сердечно-сосудистых расстройств. Частичная или полная потеря слуха - распространенное профессиональное заболевание во многих промышленно развитых странах.

Кроме того, акустическое неблагоприятное воздействие колебаний пагубно воздействует не только на потерю слуха. Избыточный шум, накапливаясь в организме, снижается иммунный барьер у человека, что приводит к частым различным заболеваниям, от простуды до гинекологических.

По данным исследований, на предприятиях, которые можно охарактеризовать как шумные, на 20 процентов выше уровень заболеваемости работников. Кроме того, шум можно смело назвать причиной по которой снижается работоспособность, ослабевает память и внимания, притупляется зрения, пропадает чувствительность и реакция на предупредительные сигналы, повышается внутричерепное и кровяное давление, сердечная мышца хуже сокращается, ритм дыхания и сон нарушаются, работа эндокринной системы дает сбой.

Установлено, что все указанные выше симптомы и болезни могут возникнуть при уровне шума, превышающем 90 дБ. Такой уровень шума "слишком громкий" для подавляющего большинства людей. Показатель шума ниже этой отметки не несет в себе неблагоприятных эффектов. Эти данные были подтверждены опытами, проводимыми Бродбентом.

Уровни звукового давления на рабочих местах в нормируемом частотном диапазоне не должны превышать значений, указанных в ГОСТ 12.1.003-83 (1999) (общий уровень шума для оценки постоянного шума и интегрально-эквивалентная оценка для непостоянного шума).

Нормируемой характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления L, дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

4.2 Микроклимат в рабочей зоне

Состояние микроклимата в помещении формируется в зависимости от окружающей среды, температуры воздуха и окружающих конструкций, влажности и подвижности воздуха.

Зона помещения представляет собой пространство, ограниченное параллельными плоскостями, образованными полом, потолком и стенами.

Оптимальные параметры микроклимата такого пространства определяются показателями, при которых длительное и систематическое воздействие внешних факторов не нарушает нормального теплового состояния организма человека и вызывает ощущение комфорта для 80 процентов людей в помещении.

К допустимым параметрам микроклимата относится такое сочетание значений показателей микроклимата, при котором длительное и систематическое внешнее воздействии на человека вызывает дискомфорт, общее или локальное ухудшение самочувствия, пониженную работоспособность, при этом, не повреждая и не ухудшая состояния здоровья.

Именно оптимальные и допустимые нормы макроклимата следует обеспечивать в жилых помещениях и общественных и производственных зданиях.

Параметры оптимального и допустимого микроклимата, устанавливаются в нормативных документах, они различаются в зависимости от назначения помещения и времени года. Основными параметрами являются: температура воздуха; скорость движения воздуха; относительная влажность воздуха; результирующая температура помещения; локальная асимметрия результирующей температуры.

В таблице 2 приведены нормы для оптимальных и допустимых показателей микроклимата по ГОСТу 30494-96 в обслуживаемой зоне помещений.

Таблица 2. Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий

Период года	Наименование помещения	Температура воздуха, °С	Результирующая температура, °С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с
		оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая, не более	оптимальная, не более	допустимая, не более
Холодный	Жилая комната	20-22	18-24 (20-24)	19-20	17-23 (19-23)	45-30	60	0,15	0,2
	То же, в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже	21-23	20-24 (22-24)	20-22	19-23 (21-23)	45-30	60	0,15	0,2
	Кухня	19-21	18-26	18-20	17-25	НН*	НН	0,15	0,2
	Туалет	19-21	18-26	18-20	17-25	НН	НН	0,15	0,2
	Ванная, совмещенный санузел	24-26	18-26	23-27	17-26	НН	НН	0,15	0,2
	Помещения для отдыха и учебных занятий	20-22	18-24	19-21	17-23	45-30	60	0,15	0,2
	Межквартирный коридор	18-20	16-22	17-19	15-21	45-30	60	0,15	0,2
	Вестибюль, лестничная клетка	16-18	14-20	15-17	13-19	НН	НН	0,2	0,3
	Кладовые	16-18	12-22	15-17	11-21	НН	НН	НН	НН
Теплый	Жилая комната	22-25	20-28	22-24	18-27	60-30	65	0,2	0,3

Показатели макроклимата на рабочем месте пользователей ЭВМ должны обеспечиваться оптимальными параметрами в соответствии с СанПиН 2.2.4.548-96.

Таблица 3. Оптимальные нормы для рабочего места оператора:

Период года	Температура, 0С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха (не более), м/с
холодный и переходный	20-23	60-40	0.2
теплый	22-25	60-40	0.2

Важной составляющей организации рабочих мест пользователей ПЭВМ является их аттестация по условиям труда на основании Положения о порядке проведения аттестации рабочих мест по условиям труда, утвержденное Постановлением Минтруда России от 14 марта 1997 г. №12.

Санитарно-эпидемиологический надзор и контроль за условиями труда при работе на ПЭВМ осуществляются органами и учреждениями Государственной (ведомственной) санитарно-эпидемиологической службы в соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.

Выводы по главе

В данной главе было рассмотрено влияние шума на производительность труда. Показаны допустимые уровни звукового давления на рабочих местах, и влияние шума на здоровье организма.

Также были рассмотрены параметры микроклимата, приведена таблица оптимальных и допустимых норм микроклимата в обслуживаемой зоне жилых и производственных помещений, и таблица оптимальных норм для рабочего места оператора.



5. Решение задачи на ЭВМ

Для разрабатываемого онлайн сервиса "CADoptimizer" был разработан web-интерфейс и объединены отдельные модули, других участников проекта, в единую программу.

Демонстрация пользовательского интерфейса представлена в конструктивно-технологической части данной дипломной работы. В этой же части будет представлен алгоритм того, как пользователь решает задачу многокритериальной и многопараметрической оптимизации с помощью разработанного программного обеспечения.

Предполагается, что пользователь нашего сервиса является специалистом в области проектирования и имеет представление о методах оптимизации и базовые знания в программировании. Это нужно для ввода корректных параметров поиска, изменение стратегии поиска, адекватного выбора критериев, и верный ввод математической модели, который должен быть представлен в виде подпрограммы. Перед потенциальным пользователем стоит цель: подобрать оптимальные параметры для проектируемого объекта/процесса.

Для её достижения, пользователь должен решить следующие задачи:

...