RU2455926C2

RU2455926C2 - Method of determining state of fatigue of personal computer user by measurement of room illumination

Info

Publication number: RU2455926C2
Application number: RU2009134099/14A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Ежов (RU); Анатолий Николаевич Ежов; Лариса Александровна Ежова (RU); Лариса Александровна Ежова; Анжелика Анатольевна Ежова (RU); Анжелика Анатольевна Ежова; Александр Анатольевич Ежов (RU); Александр Анатольевич Ежов; Сергей Витальевич Щербаков (RU); Сергей Витальевич Щербаков; Владимир Сергеевич Садаков (RU); Владимир Сергеевич Садаков; Игорь Михайлович Циммерман (RU); Игорь Михайлович Циммерман
Original assignee: Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Институт управления"
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2012-07-20
Also published as: RU2009134099A

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to field of medicine, namely to field of functional diagnostics. Light flow intensity supplied from source to place of personal computer use is changed smoothly without warning user about it. Degree of light flow change at which personal computer user registers change of light flow value is registered. Conclusion about achievement of fatigue level is made by increase of degree of light flow change on value increasing 12% of initial value.

EFFECT: method extends arsenal of means for determining state of fatigue of personal computer user.

3 cl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к области функциональной диагностики, и может быть использовано при определении оптимальных режимов и условий работы преподавательского состава.The invention relates to the field of medicine, namely to the field of functional diagnostics, and can be used to determine the optimal modes and working conditions of the teaching staff.

Традиционно рабочий день специалиста составляет восемь часов. Однако практика работы преподавательского состава высших учебных заведений показывает, что многие из них в рабочий день имеют значительно большую нагрузку. Это приводит к значительной психологической перегрузке преподавательского состава и, следовательно, ухудшению качества преподавания из-за наступления предела утомляемости, когда преподаватель не способен доходчиво объяснить слушателям сущность преподаваемого предмета. Для различных преподавателей указанный предел утомляемости наступает в различное время. Это может быть обусловлено психотипом личности преподавателя, условиями проведения занятий в помещении, а также его подготовленностью слушателей в аудитории.Traditionally, a specialist’s working day is eight hours. However, the practice of teaching staff of higher educational institutions shows that many of them have a significantly greater workload on a working day. This leads to a significant psychological overload of the teaching staff and, consequently, to a deterioration in the quality of teaching due to the fatigue limit, when the teacher is not able to clearly explain to the students the essence of the taught subject. For various teachers, the indicated fatigue limit occurs at different times. This may be due to the psychotype of the teacher’s personality, the conditions for conducting classes in the room, as well as his preparedness of the audience in the audience.

Желательно для определения эффективного времени работы преподавателя разработать экспресс-диагностику, которая легко могла бы быть использована в любом помещении, в котором происходит работа преподавателя.To determine the effective working time of the teacher, it is advisable to develop express diagnostics, which could easily be used in any room in which the teacher works.

Известен (RU, патент 2191536) способ диагностики утомления. Согласно известному способу определяют пороговую чувствительность сетчатки каждого глаза, рассчитывают среднеарифметическую величину пороговой чувствительности сетчатки обоих глаз, сравнивают среднеарифметическую величину пороговой чувствительности сетчатки обоих глаз с величиной 100 мкА и диагностируют наличие утомления при среднеарифметической величине пороговой чувствительности сетчатки обоих глаз 100 мкА и более.Known (RU, patent 2191536) a method for the diagnosis of fatigue. According to the known method, the threshold sensitivity of the retina of each eye is determined, the arithmetic mean value of the threshold sensitivity of the retina of both eyes is calculated, the average arithmetic value of the threshold sensitivity of the retina of both eyes is compared with a value of 100 μA and the presence of fatigue is diagnosed with an average arithmetic threshold sensitivity of the retina of both eyes of 100 μA or more.

Недостатком известного следует признать его сложность, препятствующую использование известного способа в качестве метода экспресс-диагностики.A disadvantage of the known should be recognized as its complexity, which prevents the use of the known method as a method of rapid diagnosis.

Известен (RU, патент 2241377) способ диагностики общего утомления организма. Согласно известному способу определяют продолжительность восприятия камертона с частотой звучания 128 Гц для каждого уха в секундах, производят сложение двух полученных величин, сравнивают суммарную величину продолжительности восприятия камертона со значением 141 с и диагностируют наличие утомления при суммарной продолжительности восприятия камертона 141 с и более.Known (RU, patent 2241377) a method for the diagnosis of general fatigue of the body. According to the known method, the tuning time of the tuning fork with a sound frequency of 128 Hz for each ear in seconds is determined, the two obtained values are added up, the total value of the tuning time of the tuning fork is compared with a value of 141 s and the presence of fatigue is diagnosed with a total tuning time of tuning of a tuning fork of 141 s or more.

Хотя известный способ и является технически не сложным, он все же не пригоден для использования в качестве метода экспресс -диагностики при определении времени утомления пользователя персональным компьютером.Although the known method is not technically complicated, it is still not suitable for use as a method of express diagnostics in determining the time of user fatigue by a personal computer.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2196510) способ оценки утомления человека с использованием световых раздражителей. Согласно известному способу генерируют световые мелькания, периодически измеряют критическую частоту слияния световых мельканий, по измеренным значениям вычисляют скорость изменения критической частоты световых мельканий и строят фазовую траекторию динамики критической частоты световых мельканий в координатах "значение критической частоты световых мельканий - скорость изменения критической частоты световых мельканий", при скорость изменения критической частоты световых мельканий отображают координатой по оси Y, при этом, если скорость изменения положительна - точка находится над осью X, если отрицательна - под осью X, время наступления утомления и переутомления определяют по изменению направления фазовой траектории.The closest analogue of the developed technical solution can be recognized (RU, patent 2196510) a method for assessing human fatigue using light stimuli. According to the known method, light flickers are generated, the critical fusion frequency of light flickers is periodically measured, the rate of change of the critical frequency of light flickers is calculated from the measured values, and the phase trajectory of the dynamics of the critical frequency of light flickers in coordinates "the value of the critical frequency of light flickers is the rate of change of the critical frequency of light flickers" , when the rate of change of the critical frequency of light flickers is displayed by the coordinate along the Y axis, moreover, if the rate of change is positive — the point is above the X axis, if negative — below the X axis, the time of onset of fatigue and overfatigue is determined by the change in direction of the phase trajectory.

Недостатком известного способа применительно к определению времени окончания работы пользователя компьютером следует признать его сложность, препятствующую использование известного способа в качестве метода экспресс - диагностики.A disadvantage of the known method with respect to determining the time when the computer user ends is its complexity, which impedes the use of the known method as an express diagnostic method.

Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого способа, состоит в оптимизации определения усталости пользователя персональным компьютера.The technical problem solved by the proposed method is to optimize the determination of user fatigue by a personal computer.

Технический результат, получаемый при реализации предложенного способа, состоит в определении максимально допустимого времени работы пользователя персональным компьютером и устранения значительного количества ошибок в его работе.The technical result obtained by implementing the proposed method consists in determining the maximum allowable time for the user to work with a personal computer and eliminate a significant number of errors in his work.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ определения состояния усталости пользователя персональным компьютером по изменению освещенности помещения. При реализации способа периодически плавно изменяют интенсивность светового потока, подаваемого от источника оптического излучения на место использования персонального компьютера, не предупреждая об этом пользователя персональным компьютером, при этом регистрируют степень изменения светового потока, при которой пользователь персонального компьютера регистрирует изменение величины светового потока, причем о достижении уровня утомляемости, препятствующем безошибочной работе, судят по увеличению степени изменения светового потока на величину, превышающую 12% от первоначального значения. При реализации способа световой поток могут увеличивать или уменьшать, увеличивая или уменьшая ток в сети электрического питания источника оптического излучения.To achieve the specified technical result, it is proposed to use the developed method for determining the state of user fatigue by a personal computer by changing the illumination of the room. When implementing the method, the intensity of the light flux supplied from the optical radiation source to the place of use of the personal computer is periodically gradually changed without warning the user of the personal computer, while the degree of change in the light flux at which the user of the personal computer registers the change in the amount of light flux is recorded, the achievement of the level of fatigue, which prevents error-free operation, is judged by the increase in the degree of change in light flux by an amount exceeding 12% of the initial value. When implementing the method, the light flux can be increased or decreased, increasing or decreasing the current in the electric power supply network of the optical radiation source.

В ходе разработки предлагаемого способа было экспериментально установлено, что пользователь персональным компьютером, в основном смотрящий на монитор, в зависимости от состояния усталости способен по разному реагировать на изменение освещения в рабочем помещении. В начале рабочего цикла при отсутствии усталости пользователь достаточно быстро реагирует на изменения внешних условий в рабочем помещении. Наиболее простым и легко реализуемым параметром, который может быть изменен в помещении, в котором расположен персональный компьютер, является освещение. Кроме того, освещенность помещения по факту является, вероятно, единственным параметром рабочего помещения, на изменение которого здоровые люди реагируют практически одинаково. Если на изменение звуковых или температурных параметров в зависимости от многих факторов люди реагируют по разному, то изменение светового потока для людей с хорошим зрением или зрением, исправленным с использованием очков или контактных линз, приводит к практически одинаковой реакции.During the development of the proposed method, it was experimentally established that the user with a personal computer, mainly looking at the monitor, depending on the state of fatigue, is able to react differently to changes in lighting in the working room. At the beginning of the work cycle in the absence of fatigue, the user quickly enough responds to changes in external conditions in the workroom. The most simple and easily implemented parameter that can be changed in the room in which the personal computer is located is lighting. In addition, the illumination of the room in fact is probably the only parameter of the working room, on the change of which healthy people react almost identically. If people react differently to changes in sound or temperature parameters depending on many factors, then a change in the luminous flux for people with good vision or eyesight corrected with glasses or contact lenses leads to almost the same reaction.

Пользователи персональным компьютером обозначают регистрацию изменения светового потока любым известным способом, допустимым для использования в помещении (нажимают на кнопку регистратора, зажигают лампочку, расположенную перед каждым из студентов, просто поднимают руку). Одновременно проводят с использованием приборов (фотометр, люксметр и т.д.) объективное измерение изменения светового потока. После получения сигнала от пользователя персонального компьютера об обнаружении им изменения светового потока, определяют степень изменения светового потока, вычисляя отношении разности исходного светового потока и светового потока, измеренного в момент обнаружения к величине исходного светового потока. Указанный расчет может быть легко автоматизирован.Users of a personal computer designate the registration of changes in luminous flux in any known manner that is acceptable for indoor use (press the registrar button, light the lamp in front of each student, simply raise their hand). At the same time, an objective measurement of the change in luminous flux is carried out using instruments (photometer, light meter, etc.). After receiving a signal from a user of a personal computer that he has detected a change in luminous flux, the degree of change in luminous flux is determined by calculating the ratio of the difference between the initial luminous flux and the luminous flux measured at the time of detection to the value of the initial luminous flux. The specified calculation can be easily automated.

При определении пороговой величины, свидетельствующей о наступлении утомления пользователя персонального компьютера, согласно разработанному способу, использовали параллельные исследования состояния усталости сотрудников Архангельского морского пароходства по предлагаемому способу и по способу, известному из RU, патент 2191536.When determining the threshold value indicating the onset of fatigue of the user of a personal computer, according to the developed method, parallel studies of the state of fatigue of employees of the Arkhangelsk Shipping Company were used using the proposed method and the method known from RU, patent 2191536.

Первоначально определили по методике, известной из RU, 2191536, для каждого тестируемого пороговую величину, свидетельствующую о наступлении утомления пользователя персональным компьютером.Initially determined by the method known from RU, 2191536, for each tested threshold value, indicating the onset of user fatigue by a personal computer.

Параллельно участники проверки способа проходили проверку согласно разработанному способу. Для этого периодически через произвольные промежутки времени в помещении плавно изменяют (увеличивают или уменьшают) (со скоростью 2,0-2,7% изменения в секунду) интенсивность светового потока, подаваемого от источника на место нахождения пользователя персональным компьютером, не предупреждая пользователя об этом. Регистрацию степени изменения светового потока, при которой пользователь отмечает изменение величины светового потока, осуществляли по нажатию пользователем на кнопку электрического звонка.At the same time, participants in the method check passed the test according to the developed method. To do this, periodically at arbitrary intervals in the room gradually change (increase or decrease) (with a speed of 2.0-2.7% change per second) the intensity of the light flux supplied from the source to the user's location by a personal computer, without warning the user about it . Registration of the degree of change in the luminous flux, at which the user observes a change in the magnitude of the luminous flux, was carried out by pressing the electric bell button.

Пример 1. Тестируемый М., 36 лет, образование высшее, техническое, диспетчер, стаж работы всего 12 лет, диспетчером - 7 лет. Периодически с интервалом примерно 30 минут уменьшали или увеличивали в произвольном порядке интенсивность светового потока со скоростью 2,5% изменения в секунду интенсивность светового потока, подаваемого от источника на место нахождения пользователя, не предупреждая его об этом. Регистрацию степени изменения светового потока, при которой пользователь отмечает изменение величины светового потока, осуществляли по нажатию пользователем на кнопку электрического звонка.Example 1. Test M., 36 years old, higher education, technical, dispatcher, work experience of only 12 years, dispatcher - 7 years. From time to time, with an interval of about 30 minutes, the intensity of the light flux was reduced or increased in a random order at a rate of 2.5% change per second, the intensity of the light flux supplied from the source to the user's location without warning him about it. Registration of the degree of change in the luminous flux, at which the user observes a change in the magnitude of the luminous flux, was carried out by pressing the electric bell button.

Согласно известному способу состояние усталости, препятствующее полноценной работе, наступает на исходе пятого часа работы. Согласно разработанному способу это соответствует времени регистрации изменения 5 секунд при величине изменения светового потока на 12,8%.According to the known method, a state of fatigue that impedes full-fledged work occurs at the end of the fifth hour of work. According to the developed method, this corresponds to a change registration time of 5 seconds with a change in the luminous flux of 12.8%.

Пример 2. Тестируемый О., 42 года, образование высшее, техническое, капитан портового буксира, стаж работы 19 лет, из них капитаном - 7 лет. Тестирование проводили аналогично примеру 1. Согласно известному способу состояние усталости, препятствующее полноценной работе, наступает на исходе восьмого часа работы. Согласно разработанному способу это соответствует времени регистрации изменения 5 секунд при величине изменения светового потока на 12,2%.Example 2. Test O., 42 years old, higher education, technical, harbor tugboat captain, 19 years work experience, of which 7 years as a captain. Testing was carried out analogously to example 1. According to the known method, the state of fatigue that impedes full-fledged work occurs at the end of the eighth hour of work. According to the developed method, this corresponds to a change registration time of 5 seconds with a change in the luminous flux of 12.2%.

Пример 3. Тестируемый С., 31 год, образование высшее, техническое, оператор радиолокационного центра, стаж работы - 6 лет. Тестирование проводили аналогично примеру 1. Согласно известному способу состояние усталости, препятствующее полноценной работе, наступает в начале шестого часа работы. Согласно разработанному способу это соответствует времени регистрации изменения 5 секунд при величине изменения светового потока на 12,4%.Example 3. Test S., 31 years old, higher education, technical, radar center operator, work experience - 6 years. Testing was carried out analogously to example 1. According to the known method, the state of fatigue, which impedes full-fledged work, occurs at the beginning of the sixth hour of work. According to the developed method, this corresponds to a change registration time of 5 seconds with a luminous flux change of 12.4%.

Пример 4. Тестируемая У., 48 лет, образование высшее, гуманитарное, старший билетный кассир. Согласно известному способу состояние усталости, препятствующее полноценной работе, наступает на исходе шестого часа работы. Тестирование проводили согласно примеру 1. Согласно разработанному способу это соответствует времени регистрации изменения 5 секунд при величине изменения потока на 12,6%.Example 4. Tested U., 48 years old, higher education, humanitarian, senior ticket teller. According to the known method, a state of fatigue that impedes full-fledged work occurs at the end of the sixth hour of work. Testing was carried out according to example 1. According to the developed method, this corresponds to a change registration time of 5 seconds with a flow change value of 12.6%.

Результаты, полученные при тестировании аналогичным образом 21 человека, подтвердили достижение указанного технического результата - определение максимально допустимого времени работы пользователя персональным компьютером и устранения значительного количества ошибок в его работе.The results obtained during testing in the same way, 21 people, confirmed the achievement of the specified technical result - the determination of the maximum allowable time of the user using a personal computer and the elimination of a significant number of errors in his work.

Claims

1. The method of determining the state of user fatigue by a personal computer by changing the lighting of the room, including changing the conditions for generating light radiation and registering them by the user, characterized in that the intensity of the light flux supplied from the source to the place of use of the personal computer is smoothly changed without warning the user about it computer, while registering the degree of change in luminous flux at which the user of the personal computer register It changes the magnitude of the light flux, and the achievement of the level of fatigue is judged by the increase in the degree of change in the light flux by an amount exceeding 12% of the initial value.

2. The method according to claim 1, characterized in that the light flux is increased.

3. The method according to claim 1, characterized in that the light flux is reduced.