авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Методы и средства прогнозирования, диагностики и профилактики профессиональных заболеваний операторов человеко-машинных систем (на примере водителей агропромышл

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Чурсин Геннадий Викторович

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ,

ДИАГНОСТИКИ И ПРОФИЛАКТИКИ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ОПЕРАТОРОВ ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫХ СИСТЕМ (НА ПРИМЕРЕ ВОДИТЕЛЕЙ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА)

Специальность 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (технические и медицинские системы)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Курск 2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Курский государственный технический университет» на кафедре биомедицинской инженерии.

Научный руководитель заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор

Кореневский Николай Алексеевич

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор

Попечителев Евгений Парфирович

кандидат технических наук, доцент

Горбатенко Светлана Александровна

Ведущая организация ГОУ ВПО «Воронежский государственный

технический университет» (г. Воронеж)

Защита диссертации состоится «2» июня 2010 года в ___ часов в конференц-зале на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.105.03 при ГОУ ВПО Курском государственном техническом университете по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Курский государственный технический университет», по адресу г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Автореферат разослан «___» _________ 2010 г.

Текст автореферата размещен на сайте

http://www.kurskstu.ru/diss/ «__»________ 2010г.

Ученый секретарь диссертационного

совета

к. ф-м.н, профессор Ф.А. Старков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. По мнению ведущих специалистов, работающих в области анализа состояния и управления сложными и сверхсложными системами, включая человеко-машинные комплексы, современный этап развития науки характеризуется широким использованием теоретического и прикладного аппарата системного анализа.

Работами многочисленных исследователей использующих методологию системного анализа в различных сферах человеческой деятельности, было убедительно показано, что наибольший успех в решении сложных задач с плохоформализуемой структурой признакового пространства, характеризующего состояние исследуемых объектов, достигается при адекватном выборе математического аппарата из многообразного арсенала средств системного анализа.

При этом вопросы разработки и выбора методов и средств обработки информации для эффективного решения конкретных задач анализа и управления сложными объектами, в которых активно взаимодействуют человек и техническая система в окружении других элементов среды обитания не являются тривиальными, требуют творческой работы высококвалифицированных экспертов, в ходе которой обогащается теория и практика системного анализа, управления и обработки информации в медицинских и технических системах.





Одной из актуальных проблем, связанных с эффективной и надежной работой человеко-машинных систем, требующей использования и развития методов системного анализа, является задача повышения надежности работы человека-оператора, задействованного в контуре управления технической системой, которая в значительной степени зависит от состояния его здоровья, условий труда и окружающей экологической обстановки.

Анализ структуры и технологии получения информации о компонентах человеко-машинных систем, влияющих на состояние здоровья операторов показывает, что для принятия адекватных решений целесообразно использовать аппарат нечеткой логики, который в свою очередь требует определенной модернизации с целью получения более эффективных средств анализа и управления исследуемым классом сложных систем.

С учетом сказанного, актуальность работы определяется необходимостью разработки и внедрения современных методов системного анализа, управления и информационных технологий в сферу анализа и эффективного управления сложными человеко-машинными системами и в частности для решения задач повышения качества медицинского обслуживания человека-опретора, взаимодействующего со сложными техническими системами.

Работа выполнена в соответствии с координационным планом ГОСНИТИ (проблема 5, тема 32, раздел 2) и научным направлением Курского государственного технического университета «Медико-экологические информационные технологии».

Цель работы. Разработка методов, моделей, алгоритмов и программно-технических средств системного анализа и управления, повышающих эффективность принятия решений по оценке и коррекции состояния здоровья операторов человеко-машинных систем при неполном и нечетком представлении данных с пересекающейся структурой классов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- на основании изучения существующих подходов к анализу и управлению состоянием человека-оператора, работающего в составе сложных человеко-машинных систем определить задачи и выбрать математический аппарат исследования;

- разработать метод синтеза нечетких моделей для описания и оценки уровня эргономичности технических систем с учетом их влияния на состояние здоровья человека;

- разработать метод синтеза моделей системного анализа и принятия решений, агрегирующих нечеткое описание биологического объекта, технической системы и окружающей их экологической обстановки;

- синтезировать алгоритм интеллектуальной поддержки при принятии управленческих решений по рациональному взаимодействию человека с технической системой с целью уменьшения степени ее влияния на состояние здоровья;

- создать основные элементы программного обеспечения проблемно-ориентированной системы поддержки принятия решений, обеспечивающей рациональное планирование медицинского обслуживания операторов человеко-машинных систем;

- оценить эффективность предложенных методов и средств на примере мониторинга состояния здоровья водителей транспортных средств занятых в сельскохозяйственном производстве Курской области.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, моделирования, теории синтеза сложных информационных систем, теории алгоритмов, нечетких множеств, прикладной математической статистики, экспертного оценивания.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

- метод синтеза нечетких моделей для описания и оценки уровня эргономичности технических систем, отличающийся возможностью агрегации таких разнородных показателей, как результаты прямого измерения эргономических параметров, физического моделирования, психофизического шкалирования и тестового опроса, позволяющий оценивать уровень эргономичности как отдельных элементов и узлов, так и технических систем в целом с учетом их влияния на состояние здоровья операторов человеко-машинных систем;

- метод синтеза моделей системного анализа и принятия решений для управления процессами оценки и коррекции состояния здоровья операторов человеко-машинных систем, основанный на применении методов разведочного анализа для агрегации нечетких описаний биологического объекта и технической системы с учетом экологических факторов и защитных механизмов различных типов;

- алгоритм и программное обеспечение интеллектуальной системы поддержки принятия управленческих решений, обеспечивающей формирование рационального взаимодействия человека с технической системой и позволяющей уменьшить степень ее влияния на состояние здоровья человека;

- система правил нечеткого вывода для прогнозирования, ранней и дифференциальной диагностики заболеваний, вызываемых контактом человека-оператора с технической системой на примере водителей транспортных средств агропромышленного комплекса.

Практическая значимость работы.

Разработанные методы, решающие правила, алгоритмы и соответствующее программное обеспечение составили основу построения системы поддержки принятия решений, опытная эксплуатация элементов которой позволяет рекомендовать ее к использованию в учреждениях здравоохранения обслуживающих операторов человеко-машинных систем различных типов и назначений.

Применение предложных в диссертации разработок позволяет снизить риск возникновения и развития профессиональных заболеваний операторов человеко-машинных систем, вызываемых неблагоприятными условиями труда, экологией и индивидуальными факторами риска, а также выбирать рациональные схемы проведения профилактических и лечебно-оздоровительных мероприятий для региональных учреждений здравоохранения обслуживающих выбранный контингент пациентов. Основные теоретические и практические результаты работы приняты к внедрению в МУЗ центральная районная больница Фатежского района и в учебном процессе Курского государственного технического университета при подготовке специалистов по направлению «Биомедицинская инженерия», при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по курсу «Компьютерные технологии в медико-биологических исследованиях»

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях: на XII международной научно-технической конференции «Медико–экологические информационные технологии» (Курск 2009г.), на III Всероссийской научно технической конференции «Информационные технологии в медицине и экологии» (Пенза 2009), на межрегиональной научно-практической конференции «Инновационные парадигмы в медицине и педагогике» (Курск 2009), на научно-технических семинарах кафедры «Биомедицинская инженерия» Курского государственного технического университета (Курск 2006,2007), на Всероссийской научно-технической конференции «Биомедицинская инженерия и биотехнология» (Курск 2009г.); на научно-технических семинарах кафедры «Электротехника» Курской государственной сельскохозяйственной академии (Курск 2004,…, 2009г.)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, перечень которых приведен в конце автореферата, из них 4 работы в журналах по перечню журналов и изданий, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.

Личный вклад автора. В работах [1, 8] автор предложил метод синтеза и систему нечетких решающих правил для прогнозирования, диагностики и профилактики профессиональных заболеваний водителей, в работах [2, 6] автор определил роль физического утомления и других классов функциональных состояний в появлении и развитии профессиональных заболеваний, в работах [3, 5, 6] автором предложен метод нечеткой оценки уровня эргономичности транспортных средств и показал его влияние на состояние здоровья водителей, в работах [7, 10] изучались прогностические и диагностические возможности меридианных структур организма, а в работе [4, 9] изучалась роль экологических факторов в развитии профессиональных заболеваний водителей занятых в агропромышленном комплексе.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка, включающая 158 наименований. Объем диссертации 154 страницы машинописного текста, 27 рисунков и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цели и задачи работы, ее научная новизна и практическая значимость, выбраны методы решения сформулированных задач, приведены сведения об апробации и внедрении результатов работы.

В первой главе проанализированы современные подходы к решению задач оценки эргономичности транспортных средств, прогнозирования, диагностики и управления состоянием здоровья людей работающих в условиях комплексного воздействия вредных факторов окружающей среды и показано, что улучшить качество медицинского обслуживания этого контингента населения, можно при использовании методов системного анализа, включая теорию нечеткой логики принятия решений и информационные технологии. В заключении главы определяются цель и задачи исследования.

Во второй главе определяются объект, методы и средства исследования. Разрабатываются методы синтеза нечетких моделей для описания и оценки эргономичности технических систем и синтеза нечетких моделей системного анализа и принятия решений для управления процессами оценки и коррекции состояния здоровья операторов человеко-машинных систем.

Для оценки уровня эргономичности технических систем и учета его влияния на состояние здоровья человека в работе предлагается метод синтеза нечетких моделей, включающий следующую последовательность действий:

  1. На основании технических описаний и экспертного оценивания составляется перечень эргономических свойств исследуемых классов технических систем (ТС). Для простых (получаемых на одной шкале) эргономических свойств определяется целесообразность и возможность использования: прямых измерений эргономических свойств исследуемой ТС (группа свойств ); измерений на специально создаваемых тренажерах (группа свойств ); оценок психофизических ощущений получаемых методами психофизического шкалирования (группа свойств ); специально подбираемых или синтезируемых опросников (группа свойств ). По каждой из полученных шкал путем экспертного оценивания определяются функции принадлежностей к понятию передовой уровень эргономичности для каждого из выбранных свойств . При этом конкретные значения функций принадлежностей можно рассматривать как величину текущего уровня эргономичности (УЭ).
  2. Для исследования эргономических свойств, которые оцениваются через реакцию человека взаимодействующего с технической системой используются шкалы уровней психоэмоционального напряжения (ПЭН) - и хронического физического утомления (ХФУ) - - определяемые как коэффициенты уверенности в уровне ПЭН и ХФУ, по методикам, разработанным на кафедре биомедицинской инженерии КурскГТУ. Передовой уровень эргономичности ТС по этим шкалам определяется соответствующими функциям принадлежностей: и .

Каждая из полученных функций принадлежностей характеризует конкретные эргономические свойства, дифференцируя их по конструктивным особенностям ТС и условиям труда человека-оператора.

2. Уровень эргономичности ТС в целом определяется агрегацией всех частных функций принадлежностей в соответствии с выражением:

, (1)

где - уровень эргономичности определяемый по r частным свойствам; r=1,...,P; - функция принадлежности к уровню эргономичности по свойству

3. Методом экспертного оценивания определяются функции принадлежностей к классам эргономичности. На рис. 1. приведен пример графиков функций принадлежностей с носителем УЭ к классам неудовлетворительная , удовлетворительная , хорошая и отличная эргономика.

Рис. 1. График функций принадлежностей к классам уровня эргономики технической системы.

4. Используя предложенный метод оценки уровня эргономичности технических систем, решаются задачи оценки их влияния на состояние здоровья человека-оператора, если каждое из свойств рассматривать с точки зрения их влияния на возникновение и развитие соответствующих профессиональных заболеваний.

Работами многочисленных исследователей было показано, что качество работы человеко-машинных систем, где высока роль и ответственность оператора, существенно зависит от его функционального состояния и состояния здоровья, на которые кроме эргономики технического средства влияет целый ряд внутренних и внешних разнородных факторов, для учета которых разработан метод синтеза моделей системного анализа и принятия решений для управления процессами оценки и коррекции состояния здоровья операторов человеко-машинных систем, в рамках которого получают наборы решающих правил для прогнозирования, диагностики и коррекции состояния здоровья людей, управляющих техническими системами.

В соответствии с предложенным методом задача прогнозирования рассматривается как задача определения двух классов состояний: не заболеет с достаточно большой уверенностью через заданное время (класс ); заболеет с достаточной уверенностью через время (высокий риск заболевания – класс ) где - имя прогнозируемого заболевания.

Задачи ранней (донозологической) и дифференциальной диагностики рассматриваются как задачи отделения класса от всех остальных классов .

Анализ факторов риска, приводящих к появлению и развитию профессиональных заболеваний, возникающих от взаимодействия человека с ТС и окружающей средой показал, что все существенные факторы можно разделить на три основные группы:

– факторы риска порождаемые условиями труда в первую очередь уровнем эргономичности транспортного средства;

– факторы определяемые экологией среды проживания и работы;

– индивидуальные факторы риска связанные с особенностями организма конкретного человека и его образом жизни.



Pages:   || 2 | 3 |
 



Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.