农田防护和生态环境保持设计

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文|农食山人

◆ ◇ 前言 ◇ ◆

技术的重大进步使林业和农业采用了多种经营技术。尽管如此，特别是由于工作条件的原因，许多操作仍然是手动执行的。在极端坡度、难以进入森林以及缺乏多种作业技术的情况下，木材采伐主要采用机动-手动方法。木材采代设备的高性能带来了工作环境的改善和员工的舒适度。

可以观察到人类社会的永久性变化，技术进步和社会变革是这一过程不可分割的-部分。可以看出，这些社会变化与由此产生的技术法规适应之间存在相关性。在新型建筑机械的设计中，工作中的人的舒适性和安全性越来越重要。就工作场所事故而言，林业和农业工作是高风险工作。提高人体工程学参数是机器和设备设计者面临的主要挑战之一。

由于社会的发展，人类人口的人体测量维度已经按照长期趋势发生了变化。“长期趋势”词是指人口的人体测量维度的长期变化。目前最常分析的属性是成人、青少年和儿童的身高和体重。长期变化是遗传和环境因素相互作用的结果。这种相互作用是特定时间各种社会群体中各种生活条件的函数。

营养、疾病、社会经济地位和心理健康是人类增长和人口发展变化的原因。在过去的一个世纪里，随着营养、生活方式、医疗质量的提高等方面的变化，长期趋势发生了变化。因此，长期趋势似乎是一个重要的生物学指标，可以以多种方式使用。

世俗化趋势在生物学和社会学方面是一个有趣的现象，人类学家和经济历史学家对此进行了研究。此外，它可以被视为公共卫生的一个指标。

随着时间的推移，这一趋势发生了变化，并提供了一个概述，显示了趋势的增长与环境之间的联系。此外还说明了与生长和人体测量维度之间的代际关系相关的生理学的几个方。这种人体尺寸的长期增长趋势也从根本上影响了人机界面。

作为社会变革的一部分，技术进步影响着人类生活的各个领域。人类学和人体工程学要求对于确定消费品的形状和尺寸至关重要。除了员工安全之外，还可以通过设计机器和设备来改善舒适性、身体健康和性能，以满足人体的需求，并从长远来看符合人类相关的维度。

因此，所使用的工作场所和设备必须根据用户的人体测量和生物力学特征进行设计。工作环境的优化，特别是主要部件座椅和控制装置的结构，应适应当前人群的体型厂。人体测量和人体工程学要求，对于健康保护和工作场所安全非常重要，林业中土方机械操作员的工作仍然由男性主导。这是由于体力需求，以及执行体力要求高的工作的意愿和能力。

木材采代和集采中使用的技术主要基于拖拉机技术铺用拖拉机和特种林业拖拉机，是多作业技术收割机和货机)的实施。农业中使用的技术也基于拖拉机和联合收割机。

机器操作员的人体工程学参数不断提高，影响操作员的健康和工作安全。对于机器操作员来说，坐姿是最常见的工作姿势。土方机械操作员的工作场所设计必须符合ENISO3411标准。标准区分了三类土方机械操作员小型、中型、大型。标准中应考虑成年人口发展的最新人体测量趋势。

本研究的目的是分析成年男性群体坐姿下的选定人体测量尺寸，并将分析结果与土方机械设计方法进行比较。其目的还在于评估与土方机械设计有关的现行立法，以标准的形式，是否反映了成年人口人体测量发展的新趋势。

一、人体测量分析

人体测量分析基于2002年至2019年期间成年男性的尺寸测量。抽样单位包括1702名年龄在18至25岁之间的男性。出于实际原因选择了这一年龄组.并在兹沃伦斯洛代克)的技术大学进行了测量。

就林业和农业工作的申请人而言，这一年龄组是最重要的，因为在人机工程学设计中，在不久的将来使用的机器将被定义为与其人体测量参数一致。

个本身体尺寸的定义和测量方法已在先前的研究中给出。ENISO3411标准中定义了11个站立位置的身体尺寸和20个坐姿的身体尺寸，用于操作员空间包络的设计。

由于土方机械操作员最常见的位置是坐姿，因此在人体测量分析中特别包括了坐姿的人体测量尺寸。

使用ENISO3411标准，选择了以下坐姿下的身体尺寸:坐姿高度；眼高坐姿；时部高度；坐姿；膝高穿鞋；前指尖长度；颈部-盖长度；前臂伸展；手长。在站立位置的人体测量尺寸的情况下，选择了设计坐姿空间所必需的两个尺寸鞋子的脚长；鞋子的脚宽。为了提供全面的分析，还选择了身高和体重的维度。

测量是使用经认证的人体测量仪进行的。人体测量仪是一种基本设备，特别是用于确定身体的线性尺寸。它由一根210厘米长、刻度为1毫米的金属棒组成，端接一个固定醒垂直于仪器的轴线。滑动臂沿着杆移动，该杆应用于相应的人体测量点，测量值在臂的线上读取。为了能够在现场工作时使用该设备，杆被分为4个连接的部分。

统计分析使用描述性统计参数对所有年份的测量数据进行了总结和分析，以验证有关林业和农业机械人机工程学设计的现行法规的适用性。

在研究期间，受测对象的数量变化很大，从2008年的24名受测对象到2016年的438名受测者不等。测量的数据不能在全球范围内通用而是反映了欧盟生活水平的区域性。

评价描述性统计的标准统计参数:算术平均值、模式、标准误差、标准差和方差。提到的标准程序评估统计数据并计算值。

使用MicrosoftExcel2013版软件和Statistica12.0版软件，根据ENISO3411标准，对土方机械操作员的身体尺寸建议参数进行了统计和图形评估，这些参数对应于小型、中型和大型操作员的值。将建议值与群体测量样本的最大值、平均值和模式进行比较。测量结果应提供与林业和农业机械操作员工作场所设计相关的趋势信息。

二、人体测量分析结果

图中显示了根据ENISO3411标准分析的选定人体测量尺寸的直方图及其间隔。图中显示了与坐姿没有直接联系的人体测量尺寸。

一半被分析的成年男性的身高在175至185厘米之间，超过一半的男性的体重在70至90公斤之间。根据ENISO3411标准与普通土方机械操作员的参数相比，这些范围与略高于平均值的值一致。

前掌宽度几乎一半的分析样本的长度在9到10厘米之间，穿鞋的脚长在26到28厘米之间。这些值与略低于平均值或操作员根据标准的平均值的值相对应。然而，在其余被分析的成年男性的情况下，在这个身体维度上观察到了显著的可变性。

肩部双三角肌，宽度在坐姿和站姿中是相同的，即身体位置对人体测量尺寸没有影响。因此，该尺寸包含在图中与坐姿没有直接联系的尺寸中。

分析人群的测量结果与穿鞋的脚长尺寸相似。座椅和操作员空间包络的设计包括旋转座椅的选项，都会受到此尺寸的影响。控制装置的位置也受到该尺寸的影响，并且与其他人体测量尺寸，例如垂直抓握范围直接相关。

直接为处于坐姿的机器操作员定义的选定分析人体测量尺寸，如图所示。在一半分析样本的情况下，坐高的值，在89和97厘米之间。

在剩余一半人口的分析维度值的情况下，显著的可变性是明显的。在测量眼睛高度坐姿B)时，几乎三分之二的分析男性的值在80到100厘米之间。颈部-膝盖长度BH)和手部长度6M)的尺寸显示出相对可变的结果。

在评估垂直抓握范围和肩部抓握长度时，获得的两个尺寸的值几乎相同。为了对个体的人体测量特征进行全面评估，特别是显示其随时间的发展，使用了简单的描述性统计方法。使用这些方法，与特性相对应的值提供了随时间分析的结果。

这些结果可以与标准中提到的值进行比较，并可以确定趋势及其对有关土方机械操作员设计的现行法规的适用性。表中提供了与符合ENISO3411标准的个体人体测量特征，相关的男性群体所选抽样单位的描述性统计结果。

随时间变化的所有测量值，并使用算术平均值显示了总发展的中值。然而，在设计土方机械操作员工作场所的背景下，该模式可以被认为是分析和比较最新趋势的最合适的值。该模式提供了分析样本中给定维度的最高相对频率的概述。此外还考虑了特征变化和发展的时间。

◆ ◇ 结语 ◇ ◆

根据ENISO3411标准，机器操作员的选定人体测量特征间隔如图所示，分为三组一小型、中型和大型。人体测量分析的结果也在这些时间间隔内进行了评估。该分析概述了土方机械操作员的标准化尺寸，并评估了这些尺寸是否为最新尺寸。

由于ENISO3411标准中未规定体重值因此无法对其进行分析。图显示，在身高特征的情况下，平均尺寸和最常见的尺寸略高于操作员的平均值，坐高；眼高坐姿；时部高度；坐姿；膝高穿鞋坐；前臂指尖长度；前臂伸展；以及肩部双三角肌；宽度。

参考文献：

[1].Moskalik,T.;Borz,S.A.;Dvoˇrák,J.;Ferenˇcík,M.;Glushkov,S.;Muiste,P.;Lazdins,A.;Styranivsky,O.TimberharvestingmethodsinEasternEuropeancountries:Areview.Croat.J.For.Eng.2017,38,231–241.

[2].Melander,L.;Ritala,R.Separatingtheimpactofworkenvironmentandmachineoperationonharvesterperformance.Eur.J.For.Res.2020,139,1029–1043.

[3].Zewdie,R.;Kic,P.MicroclimateinDrivers’CabinofCombineHarvesters.InProceedingsofthe6thInternationalConferenceonTrendsinAgriculturalEngineering2016;

[4].Lee,D.H.;Kim,Y.J.;Choi,C.H.;Chung,S.O.;Nam,Y.S.;So,J.H.EvaluationofoperatorvisibilityinthreedifferentcabinstypeFar-Eastcombineharvesters.Int.J.Agric.Biol.Eng.2016,9,33–44.

[5].Wongwien,T.;Nanthavanij,S.Multi-objectiveergonomicworkforceschedulingundercomplexworkerandtaskconstraints.Int.J.Ind.Eng.Theory2017,24,284–294.