z. 73 Transport 2010
Antoni Saulewicz
Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy
Piotr Tomczuk
Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej
WIDOCZNOŚĆ ZE STANOWISKA OPERATORA
PODNOŚNIKOWEGO WÓZKA JEZDNIOWEGO
CZOŁOWEGO Z ŁADUNKIEM O RÓŻNEJ
WYSOKOŚCI
Rękopis dostarczono, październik 2010
Streszczenie: Przedstawiono wyniki badania widoczności otoczenia dla operatorów wirtualnego symulatora podnośnikowego wózka jezdniowego czołowego i określonych podnośnikowych wózków jezdniowych czołowych z ładunkami o wysokości 1 m, 1,1 m, 1,2 m i 1,3 m. Podano wyniki dotyczące ilościowej zależności między długością strefy braku widoczności, wynikającej z wysokości przewożonego ładunku, a wielkością wychylenia poprzecznego głowy operatora wózka. Określono wymagania dotyczące istotnych wymiarów strefy braku widoczności. Podano metodę określania strefy braku widoczności dla operatora podnośnikowego wózka jezdniowego czołowego w zależności od wymiarów ładunku.
Słowa kluczowe: wirtualny symulator wózka jezdniowego, widoczność otoczenia, bezpieczeństwo
1. WSTĘP
Niniejszy artykuł zawiera wyniki realizacji projektu o numerze 4.R.15 pt. „Określenie zmian widzialności otoczenia przez operatorów podnośnikowych wózków jezdniowych w aspekcie ryzyka wypadkowego”, realizowanego w CIOP-PIB w latach 2008-2010.
Ze względu na obszerny materiał badawczy autorzy artykułu zaprezentowali w niniejszej publikacji zagadnienie widoczności geometrycznej ze stanowiska operatora podnośnikowego wózka jezdniowego czołowego, wynikającej z wymiarów łądunku.
2. WPROWADZENIE
Wymagania dotyczące podnośnikowych wózków jezdniowych skupiają się głównie nad spełnieniem szeregu uregulowań natury technicznej, np. ładowności. Natomiast z badań przeprowadzonych w USA [1] wynika, że 80 % wypadków, które powstają z udziałem podnośnikowych wózków jezdniowych (uderzenie pieszych, kolizje z innymi wózkami, kolizje z elementami infrastruktury, przewrócenie się wózka), wynikają z niewystarczającej widoczności otoczenia przez operatora.
Operatorzy wózków podnośnikowych podejmują decyzje na podstawie informacji, które docierają do nich w 90 % wzrokowo. Dobra widoczność otoczenia dla operatora podnośnikowego wózka widłowego jest zatem sprawą niezwykle istotną dla zachowania bezpieczeństwa. Według danych Państwowej Inspekcji Pracy w Polsce w roku 2008, w wypadkach związanych z użytkowaniem podnośnikowych wózków jezdniowych, 34 osoby były ciężko poszkodowane, w tym 8 osób poniosło śmierć. Duża część tych wypadków była spowodowana niewystarczająca widocznością otoczenia dla operatora podnośnikowego wózka jezdniowego czołowego.
W roku 2004 roku powstał projekt międzynarodowej normy technicznej [2] umożliwiającej ocenę widoczności dla operatora wózka, z uwzględnieniem cech konstrukcyjnych i budowy wózka. W normie tej miarą widoczności otoczenia z miejsca kierowcy są wymiary powierzchni niezasłoniętej strefą braku widoczności, wynikająca z konstrukcji wózka, w stosunku do określonej powierzchni odniesienia. W projekcie tym jednak nie uwzględniono ładunku przewożonego wózkiem.
Widoczność ze stanowiska operatora wózka jezdniowego można definiować różnie. W projekcie niniejszym zakłada się, że oświetlenie drogi jest zgodne z wymaganiami i nie jest celem badań. Jest to sprawa uregulowana w normach technicznych, np. w PN-EN 12464 [3, 4], dotyczących oświetlenia w pomieszczeniach i na zewnątrz budynków, w których podano np. wymagania oświetleniowe dotyczące wnętrz, zadań i czynności. W szczególności podano ogólne wymagania dotyczące rozkładu luminancji, szczegółowe wymagania dotyczące np. natężenia oświetlenia, granic ujednoliconej oceny olśnienia, jeśli mają one zastosowanie do określonych sytuacji, wskaźnika oddawania barw. Nie analizujemy tu także widoczności wynikającej z warunków atmosferycznych czy przejrzystości powietrza. W projekcie tym rozpatrujemy widoczność geometryczną, czyli wynikającą z geometrii danego ładunku umieszczonego na danym wózku, a więc uwzględniamy widoczność związaną z zasięgiem i wielkością strefy braku widoczności, zwanej powszechnie strefą martwą, powstającą w wyniku umieszczenia danego ładunku na danym podnośnikowym wózku jezdniowym czołowym. Widoczność geometryczna jest określona w [5]. Strefa braku widoczności jest związana z widocznością geometryczną i jest strefą braku widoczności z miejsca operatora w wyniku np. wymiarów przewożonego ładunku.
3. METODYKA BADAŃ
3.1. BADANIA WIDOCZNOŚCI Z WYKORZYSTANIEM
WIELKOŚCI WYCHYLENIA POPRZECZNEGO GŁOWY
OPERATORA PODCZAS PRZEWOŻENIA ŁADUNKÓW
3.1.1. Badania z zastosowaniem wirtualnego symulatora podnośnikowego wózka jezdniowego czołowego
Badania widoczności prowadzono z zastosowaniem wirtualnego symulatora podnośnikowego wózka jezdniowego przedstawionego na rysunku 1.
a) b)
Rys.1. Widok wirtualnego symulatora podnośnikowego wózka jezdniowego; a) Widok ogólny z wyposażeniem do sterowania pracą aplikacji; b) Widok elementów sterowniczych
symulowanego wózka
Osoba badana jest całkowicie „zanurzona” w środowisku wirtualnym symulatora z zastosowaniem infohełmu, umożliwiającego stereoskopowe widzenie środowiska oraz stereofoniczne słyszenie dźwięków. Fragmenty środowiska wirtualnego, w którym porusza się osoba badana na symulowanym wózku (dokładnie mówiąc osoba ta ma iluzję swojego ruchu, bo faktycznie jest nieruchoma), przedstawiono na rysunku 2, na którym uwidoczniono również alejkę pełniącą funkcję alejki kontrolnej w badaniach.
Środowisko wirtualne jest wytwarzane z zastosowaniem aplikacji użytkowej wykonanej w QUEST. Przeprowadzono badania zachowań doświadczonych operatorów rzeczywistych podnośnikowych wózków jezdniowych w symulowanych warunkach zmniejszonej widoczności wynikającej z ładunku przewożonego na symulatorze wózka. Każdy z 12 uczestników badań, miał do pobrania z określonego miejsca i przewiezienia określone ładunki wirtualne określoną trasą w środowisku wirtualnym, z prędkością do 6 km/h.
Ładunki stosowane w badaniu były na palecie EUR o szerokości 0,800 m i głębokości 1,200 m. W badaniach przewożono ładunki o wysokości H= 0,5 m, 1 m i 1,3 m.
a) b)
Rys. 2. Widok fragmentów środowiska wirtualnego
Widok przewożonego ładunku o wysokości H=1,3 m na stosowanym w badaniach symulowanym wózkiem podnośnikowym; b) widok stosowanej w badaniach alejki kontrolnej podczas przewożenia ładunków; [napisy na rysunku a) dotyczą wózka i oznaczają: „errors” – liczba błędów,
„speed” – prędkość (w km/h), „height” - wysokość wideł od ziemi (w m), „tilt” – pochylenie masztu (w stopniach)]
Podczas przewożenia ładunków rejestrowano, w systemie akwizycji danych symulatora, między innymi:
- czas,
- sygnał zapłonu,
- prędkość ruchu symulowanego wózka jezdniowego,
- położenie głowy – współrzędne X, Y, Z odniesione do punktu środkowego między oczami uczestnika badań,
- wysokość położenia wideł ładunkowych i kąt masztu wózka, - wymiary przewożonych ładunków.
Rejestracja danych dotyczących położenia głowy odbywała się za pomocą magnetycznego czujnika umiejscowionego w infohełmie, będącego częścią układu śledzenia symulatora.
Oprócz danych rejestrowanych w systemie akwizycji danych symulatora, obrazy przejazdu symulowanego wózka z ładunkiem w środowisku wirtualnym były rejestrowane, synchronicznie z danymi, w postaci filmu. Ponadto zachowanie uczestników badań było rejestrowane przez kamery zewnętrzne IP, których obrazy także analizowano w przypadkach wystąpienia wątpliwości co do zachowania operatora. W projekcie wykorzystano dane i informacje niezbędne do określenia wartości średnich wychyleń poprzecznych głowy uczestnika badań. Aby możliwie najwierniej uwzględnić wpływ samego ładunku na wielkość poprzecznego wychylenia głowy uczestnika badań, analizowano dane i informacje gromadzone podczas przejazdu alejką kontrolną uwidocznioną na rysunku 2b), ale bez uwzględnienia zachowań uczestników badań na skrzyżowaniach z alejkami poprzecznymi.
Na rysunku 3 przedstawiono wykres zmian w czasie, poprzecznych wychyleń głowy jednego z uczestników badań podczas przewożenia alejką kontrolną (z dwoma skrzyżowaniami) ładunku o wysokości H=1 m.
Czas [s]
Rys. 3. Wykres zmian wychyleń poprzecznych głowy uczestnika badań podczas przewożenia alejką kontrolną ładunku o wysokości 1 m
Widoczność uznano za wystarczającą, jeśli były spełnione następujące kryteria:
- podczas przewożenia ładunków alejką kontrolną w obszarze poza skrzyżowaniami z innymi alejkami średnia wartość wychylenia ma wartość od 0,08 m w dół;
- w ankiecie subiektywnej oceny widoczności, co najmniej 11 osób na 12, oceniła widoczność ze stanowiska operatora za wystarczającą do zachowania bezpieczeństwa i uniknięcia kolizji.
3.1.2. Badania z zastosowaniem rzeczywistych podnośnikowych wózków jezdniowych czołowych
Badania widoczności otoczenia dla operatorów podnośnikowych wózków jezdniowych czołowych prowadzono z zastosowaniem rzeczywistych wózków jezdniowych przedstawionych na rys. 4.
a) Wózek nr 1(RX 50-10) b) Wózek nr 2 (G15S) c) Wózek nr 3(GLP 16 AF) Rys. 4. Podnośnikowe wózki jezdniowe czołowe stosowane w badaniach
Podczas badań, wózkami przewożono ładunki o wysokościach H = 1 m, 1,1 m , 1,2 m i 1,3 m na paletach EUR 0,8 m x 1,2 m. W badaniach uczestniczyło 16 doświadczonych operatorów, przy czym każdy z operatorów przewoził każdy z ładunków na każdym z trzech wózków alejką kontrolną zbliżoną do alejki kontrolnej w środowisku wirtualnym.
W badaniach określano wielkość wychylenia poprzecznego głowy operatora wózka podczas przewożenia każdego ładunku. W tym celu każdy wózek stosowany w badaniach był wyposażony w układ kamer video wraz z rejestratorem video, przy czym jedna kamera była skierowana na operatora. Wielkość wychylenia poprzecznego głowy operatora określano z zastosowaniem filmu zarejestrowanego za pomocą kamery skierowanej na operatora (rys. 5) i analizowano komputerowo za pomocą oprogramowania opracowanego do tego celu.
Rys. 5. Obrazy z kamer video zarejestrowane podczas przewożenia alejką kontrolną ładunku o wysokości H=1 m wózkiem nr 2
Wynikiem analizy była wartość średnia wychylenia poprzecznego głowy operatora. Dodatkowo w badaniach widoczności wykorzystywano wyniki badań ankietowych prowadzonych wśród uczestniczących w badaniach operatorów wózków jezdniowych z zastosowaniem kwestionariusza ankietowego, w którym operator wyrażał subiektywną ocenę, czy przewożony ładunek umożliwia zachowanie bezpieczeństwa podczas jego
przewożenia alejką kontrolną. Korzystając z doświadczenia badań widoczności z zastosowaniem wirtualnego symulatora podnośnikowego wózka jezdniowego wg p. 3.1.1 i [6], widoczność uznano za wystarczającą podczas przewożenia danego ładunku, jeśli:
- wychylenie poprzeczne głowy operatora było na poziomie od 0,08 m w dół;
- co najmniej 15 kierowców na 16 oceniła ją jako wystarczającą do zachowania bezpieczeństwa podczas przewożenia tego ładunku.
Celem tych badań była również walidacja wyników badań z zastosowaniem wirtualnego symulatora podnośnikowego wózka jezdniowego czołowego.
3.2. WYZNACZANIE STREFY BRAKU WIDOCZNOŚCI
WYNIKAJĄCEJ Z ŁADUNKU PRZEWOŻONEGO
RZECZYWISTYM PODNOŚNIKOWYM WÓZKIEM
JEZDNIOWYM CZOŁOWYM
Strefę braku widoczności (strefę martwą) wynikającą z ładunku znajdującego się na wózku w stanie gotowości do jazdy, wyznaczano metodą komputerową poprzez opracowanie uproszczonego modelu podnośnikowego wózka jezdniowego z operatorem i ładunkiem na takim poziomie szczegółowości, aby była możliwość określenia, zgodnie z zasadami geometrii wykreślnej, głównych wymiarów strefy martwej oraz kąty widzenia ładunków w płaszczyźnie poziomej, jak to przedstawiono na rysunku 6.
Rys. 6. Widok strefy braku widoczności, wynikającej z przewożonego ładunku, i jej głównych wymiarów
Wielkości niezbędne do wyznaczenia strefy braku widoczności, jak np. wysokość oczną określano zgodnie z zasadami według PN-EN ISO 7250:2005 [7] za pomocą antropometru z niepewnością pomiaru wynoszącą ± 0,001 m.
Odległości od oczu operatora do pionowej płaszczyzny oporowej ładunku mierzono za pomocą dalmierza laserowego [patrz rys. 7 a)]; niepewność pomiaru wynosi ± 0,003 m.
Odległość od oczu operatora do wyżej położonej krawędzi ładunku mierzono przymiarem zwijanym [patrz rys. 7 b)]; niepewność pomiaru wynosi ± 0,01 m.
Wymiary dotyczące ładunku określano przymiarem taśmowym oraz liniałem. Niepewność pomiaru wymiarów wynosi ± 0,006 m.
a b Rys. 7 Pomiary odległości;
a – pomiar odległości od oczu operatora do pionowej płaszczyzny oporowej ładunku za pomocą dalmierza laserowego,
b – pomiar odległości od oczu operatora do wyżej położonej krawędzi ładunku przymiarem zwijanym
Niepewność określenia głównych wymiarów dotyczących strefy braku widoczności wynosi ± 8 % wartości mierzonej. Niepewność określenia kątów α i ß widzenia ładunku przez operatora wynosi ± 2 °.
3.3. OKREŚLENIE WYMAGAŃ DOTYCZĄCYCH WYSOKOŚCI I
DŁUGOŚCI STREFY BRAKU WIDOCZNOŚCI WYNIKAJĄCEJ Z
ŁADUNKU UMIESZCZONEGO NA WÓZKU
Wymagania dotyczące wysokości i długości strefy braku widoczności ustalano w wyniku analizy wymiarów człowieka z wykorzystaniem danych antropometrycznych według „Atlasu miar człowieka” [8], w aspekcie możliwości dostrzeżenia osoby pieszej przez operatora wózka w przypadku, gdy jest widoczna tylko górna część głowy osoby pieszej znajdującej się w otoczeniu wózka, z uwzględnieniem wpływu kontrastu luminancji obrazu głowy i sylwetki osoby pieszej względem luminancji tła otoczenia [9, 10]. Ze względu na obszerność, wpływ kontrastu luminancji będzie przedstawiony w oddzielnym artykule.
4. GŁÓWNE WYNIKI BADAŃ
4.1. OCENA WIDOCZNOŚCI Z ZASTOSOWANIEM WIELKOŚCI
WYCHYLENIA POPRZECZNEGO GŁOWY OPERATORA
Wyniki badań widoczności z wykorzystaniem wielkości wychylenia poprzecznego głowy operatorów z zastosowaniem symulatora oraz z zastosowaniem rzeczywistegowózka podnośnikowego czołowego nr 1 (patrz rys. 4) okazały się porównywalne. W przypadku symulatora ładunki o wysokości do 1 m uznano za zapewniające widoczność otoczenia dla operatora umożliwiającą zachowanie bezpieczeństwa. Ładunki o wysokości 1,3 m uznano za niezapewniające widoczności umożliwiającej zachowanie bezpieczeństwa (w symulatorze nie było możliwości stosowania ładunków o wysokości 1,1 m i 1,2 m). W przypadku rzeczywistych podnośnikowych wózków jezdniowych nr 1 i nr 2 (patrz rys. 4) ładunki o wysokości do 1,1 m włącznie oceniono, że zapewniają widoczność otoczenia dla operatora wystarczającą do zachowania bezpieczeństwa, zaś w przypadku wózka nr 3 (patrz rys. 4) - ładunki o wysokości do 1,2 m włącznie. Zbliżone były górne wartości średniego wychylenia głowy operatorów w przypadku poszczególnych ładunków. Odpowiednie dane są zawarte w tablicy 1.
Tablica 1. Wartości średnie wychylenia poprzecznego głowy 12 operatorów symulatora
i 16 operatorów podnośnikowego wózka jezdniowego nr 1
Wysokość H ładunku
[m]
Zakres wartości średnich
wychylenia poprzecznego głowy operatorów [m] 1 symulator 0,0112 – 0,0953 rzeczywisty wózek nr 1 0,054 – 0,092 1,3 symulator 0,1669 – 0,2008 rzeczywisty wózek nr 1 0,099 – 0,218
Otrzymane wyniki potwierdzają, że rozwiązania zastosowane w symulatorze umożliwiają zapewnienie w nim warunków zbliżonych do występujących w wózku rzeczywistym.
Analizowano także zależność między wielkością wychylenia poprzecznego głowy operatora a długością (L5) (patrz rys. 6) strefy braku widoczności w przypadku każdego ładunku na każdym z wózków rzeczywistych. Na rysunku 8 przedstawiono wykres punktowy wielkości średniej S wychylenia poprzecznego głowy operatora w funkcji długości L5 strefy braku widoczności (strefy martwej) w przypadku rzeczywistego wózka nr 1. Wraz ze wzrostem wysokości ładunku, z pominięciem wartości odstających, zwiększają się zakresy wychyleń poprzecznych głowy operatorów i zakresy długości L5 stref braku widoczności (stref martwych).
Rys. 8. Wykres wartości średnich S wychylenia poprzecznego głowy operatora
Przeprowadzono analizę statystyczną zależności między długością L5 strefy braku widoczności a średnim wychyleniem głowy operatora dla każdego wózka i każdego ładunku. Celem analizy było sprawdzenie, czy istnieje ilościowa zależność między tymi wielkościami.
Poniżej przedstawiono wyniki analizy dotyczące rzeczywistego wózka nr 1 i ładunku o wysokości H=1 m.
Zastosowana procedura: test dla współczynnika korelacji, wykres rozproszenia. Na rysunku 8 przedstawiono wykres rozproszenia długości L5 strefy braku widoczności w funkcji wartości średniego wychylenia głowy operatora w przypadku wózka nr 1 przewożącego ładunek o wysokości H = 1 m w warunkach rzeczywistych.
Wygląd wykresu sugeruje brak zależności funkcyjnej między długością strefy martwej a średnim wychyleniem głowy operatora. Wydaje się, że te dwie wielkości są nieskorelowane. Sprawdzamy to testem dla współczynnika korelacji Pearsona.
Niech ρ oznacza współczynnik korelacji liniowej Pearsona miedzy długością strefy braku widoczności a średnim wychyleniem głowy operatora. Testujemy hipotezę zerową
H: ρ=0
(zmienne są nieskorelowane) hipoteza alternatywna
K: ρ≠0
(zmienne są skorelowane)
Otrzymujemy p-value = 0.3234, co świadczy o tym, że nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy zerowej. Oznacza to, że można oczekiwać, iż nie ma określonej zależności
między długością strefy braku widoczności (strefy martwej) a wartością średniego wychylenia poprzecznego głowy operatora. Podobne zależności otrzymano w odniesieniu do pozostałych wózków i ładunków w warunkach rzeczywistych również z zastosowaniem metody analizy regresji. Wskazuje to na ograniczoną przydatność tej metody w zastosowaniu praktycznym.
4.2. OKREŚLENIE WYMAGAŃ DOTYCZĄCYCH WYSOKOŚCI
STREFY BRAKU WIDOCZNOŚCI WYNIKAJĄCEJ
Z ŁADUNKU UMIESZCZONEGO NA WÓZKU
W celu zilustrowania problemu, na rysunku 9 przedstawiono strefę braku widoczności w widoku bocznym wózka. Rozważmy wymiary B1 i B strefy braku widoczności. Wymiar oznaczony na rysunku 10 jako B jest wysokością najwyżej położonej krawędzi ładunku i jednocześnie jest największą wysokością strefy braku widoczności. Wymiar strefy braku widoczności, oznaczony na rysunku 9 jako B1, jest długością odcinka prostopadłego do podłoża wózka, biegnącego od tego podłoża, przecinającego najbardziej wysuniętą do przodu krawędź ładunku i kończącego się na górnej granicy strefy braku widoczności. Jest to wysokość strefy braku widoczności bezpośrednio przy ładunku. Przyjmijmy, że odcinek o długości B1 może, w uproszczeniu, symbolizować osobę, znajdującą się tuż przy ładunku. Obie te wysokości, tzn. B1 i B, są ograniczone górną powierzchnią strefy braku widoczności, a ich wartości są powiązane oczywistą zależnością. Dlatego analizujemy jedną wysokość, a mianowicie B1. Wysokość B1 powinna być taka, aby osoba piesza znajdująca się w tej strefie bezpośrednio przy wózku (warunki najmniej korzystne w aspekcie widoczności) była widoczna dla operatora podnośnikowego wózka jezdniowego czołowego. Widoczność bowiem osoby pieszej przez operatora wózka jezdniowego jest podstawowym warunkiem uniknięcia kolizji.
Rys. 9. Widok boczny strefy braku widoczności
Jeśli ładunek tak zasłania otoczenie, że operator wózka nie widzi pieszego znajdującego się w otoczeniu wózka, może dojść do kolizji z człowiekiem, której skutkiem są zwykle
bardzo poważne urazy lub śmierć. Rozważając, kiedy osoba piesza znajdująca się w obszarze wózka może być widoczna i rozpoznana, że jest to osoba, można dojść do wniosku, że operator wózka powinien widzieć możliwie największą część postaci ludzkiej od góry, a co najmniej górną część głowy do poniżej oczu, jak to zilustrowano na rysunku 10 a) i b). Oczy ułatwiają rozpoznanie, że jest to człowiek.
a) b)
c)
Rys. 10. Ilustracje dotyczące oceny widoczności człowieka przez operatora wózka Analizując jakościowo, które przypadki mogą być najmniej korzystne w aspekcie widoczności, można dojść do wniosku, że jest to przypadek, gdy pieszy przechodzi przez drogę tuż przed wózkiem, np. stojącym przed przejściem dla pieszych [rys. 10 a)], albo, gdy pieszy przechodzi przed wózkiem znajdującym się w pewnym oddaleniu od pieszego. Niebezpiecznymi mogą być również sytuacje, gdy wózek i pieszy poruszając się w przeciwnych kierunkach zbliżają się do siebie [rys. 10 b)] lub gdy wózek i pieszy poruszają się w tym samym kierunku i wtedy operator zwykle nie widzi oczu pieszego [rys. 10 c)]. W w niniejszym projekcie zakłada się, że pieszy i wózek poruszają się każdy swoją drogą, przy czym drogi te co najwyżej się przecinają, ale nie pokrywają się; nie rozważamy tu sytuacji, gdy pieszy i wózek poruszają się tą samą drogą.
Korzystając z Atlasu miar człowieka [8] i zawartych w nim modeli centylowych człowieka można określić wartość wysokości ocznej w pozycji stojącej, czyli wysokości osoby do oczu, najniższego pięciocentylowego człowieka – kobiety, której wysokość oczna bez obuwia wynosi 1,422 m., zaś wzrost wynosi 152,4 cm. Dlatego przyjęto, że wysokość B1 strefy braku widoczności (patrz rys. 10) nie powinna przekraczać 1,422 m, aby umożliwić dostrzeżenie przez operatora wózka najniższego człowieka znajdującego się w bezpośredniej bliskości ładunku. W przypadku wysokości oznaczonej na rysunku 9 jako B, z oczywistych zależności wynika, że można ją przyjąć jako równą 1,430 m.
Na rysunku 11 zilustrowano najniższe osoby pięćdziesięciocentylowe, a na rysunku 12 – najniższe osoby dziewięćdziesięciopięciocentylowe znajdujące się w bezpośredniej bliskości ładunku w przypadku strefy martwej o wysokości B1 równej 1,422 m – sylwetki w widoku z tyłu, z boku i od czoła, przy czym widać wyraźnie że są one widoczne przez operatora wózka w większym stopniu aniżeli sylwetki pięciocentylowe, będące w takim samym położeniu względem ładunku.
Rys. 11. Ilustracja najniższych osób pięćdziesięciocentylowych w bezpośredniej bliskości ładunku
Rys. 12. Ilustracja najniższych osób dziewięćdziesięciopięciocentylowych w bezpośredniej bliskości ładunku
4.3. OKREŚLENIE WYMAGAŃ DOTYCZĄCYCH DŁUGOŚCI
STREFY BRAKU WIDOCZNOŚCI WYNIKAJĄCEJ Z ŁADUNKU
UMIESZCZONEGO NA WÓZKU
Obok wysokości strefy braku widoczności, oznaczonej jako B1 (i B), drugim głównym wymiarem tej strefy wpływającym na widoczność przez operatora np. innych wózków niższych od B1 (i B) i elementów infrastruktury, jest długość strefy braku widoczności oznaczonej na rysunku 10 jako L5 i L6, różniących się między sobą minimalnie (różnice rzędu dziesiątych części metra, a wynikają z oczywistych zależności). L5 jest długością strefy braku widoczności mierzonej od rzutu na podłoże wózka najbardziej wysuniętej do przodu krawędzi ładunku, zaś L6 - od rzutu na podłoże wózka najwyżej położonej krawędzi ładunku. Jest rzeczą oczywistą, ze im L5 lub L6 jest krótsze, tym łatwiej jest operatorowi podnośnikowego wózka jezdniowego czołowego zachować bezpieczeństwo użytkowania. Niestety, nie można określić szczegółowych i jednoznacznych wymagań dotyczących długości L5 i L6 w metrach. Akceptowalność L5 lub L6 zależy od układu dróg i infrastruktury. Zaleca się, aby długość L5 lub L6 była krótsza od najmniejszej odległości między występującymi skrzyżowaniami dróg komunikacyjnych, którymi poruszają się podnośnikowe wózki jezdniowe czołowe, aby operator wózka mógł widzieć co znajduje się na najbliższym skrzyżowaniu. Ponadto, w przypadku niekorzystnego układu skrzyżowań dróg lub zmiany ich kierunku oraz niekorzystnego układu infrastruktury, a w szczególności, gdy długość L5 lub L6 strefy braku widoczności jest dłuższa od odległości między skrzyżowaniami dróg komunikacyjnych oraz wszędzie tam, gdzie może dojść do kolizji wózka analizowanego z innymi pojazdami z ładunkami niższymi niż wartość B1 lub B lub elementami infrastruktury z powodu niewystarczającej widoczności otoczenia przez operatora wózka, należy zastosować środki techniczne umożliwiające poprawę widoczności na skrzyżowaniach i w innych miejscach
niebezpiecznych w takim stopniu, aby zmniejszyć ryzyko kolizji do poziomu akceptowalnego.
Przykłady środków technicznych umożliwiających zmniejszenie ryzyka kolizji wózka czołowego z innymi wózkami lub elementami infrastruktury:
- lustra bezpieczeństwa sferyczne zawieszone pod sufitem w obszarze skrzyżowań, umożliwiające sprawdzenie wzrokowe operatorowi podnośnikowego wózka jezdniowego, czy nie zbliża się inny użytkownik tak, że mogłoby dojść do kolizji;
- lustra bezpieczeństwa płaskie zawieszone pionowo w odpowiednich miejscach umożliwiające sprawdzenie wzrokowe operatorowi podnośnikowego wózka jezdniowego czy np. w miejscach zmiany kierunku dróg komunikacyjnych pod kątem nie ma innych użytkowników drogi, niewidocznych dla operatora danego wózka bez stosowania lustra;
- stosowanie sygnalizacji ostrzegawczej;
- stosowanie układu świateł sterujących ruchem na skrzyżowaniach.
4.4. METODA OKREŚLANIA WIDOCZNOŚCI
W proponowanej metodzie określa się komputerowo strefę braku widoczności związaną z ładunkiem na wózku w stanie gotowości do jazdy, z zastosowaniem programu, np. Inventor oraz AutoCAD firmy Autodesk. Z zastosowaniem wyników odpowiednich pomiarów antropometrycznych uraz wyżej wymienionego oprogramowania opracowuje się uproszczony model wózka z operatorem i ładunkiem na takim poziomie szczegółowości, aby była możliwość określenia, zgodnie z zasadami geometrii wykreślnej, głównych wymiarów strefy braku widoczności związanej z ładunkiem w warunkach gotowości wózka do jazdy.
Rys. 13. Wymiary niezbędne do wyznaczenia strefy martwej w położeniu wyjściowym wózka widłowego.
Na rys. 13 przedstawiono uproszczony model wózka w rzucie bocznym, z operatorem i ładunkiem, oraz wielkości z pomiarów i danych technicznych producenta dotyczących wózka, stosowane do budowy tego modelu wózka, a mianowicie:
- wysokość (A), względem podłoża, położenia oczu operatora w pozycji gotowości do jazdy,
- odległość (W) od oczu operatora (w pozycji gotowości do jazdy) do płaszczyzny oporowej ładunku, gdy płaszczyzna ta jest pionowa,
- wymiary ładunku,
- wysokość hpo położenia osi obrotu PO płaszczyzny oporowej ładunku względem podłoża oraz odległość apo osi obrotu PO od tej płaszczyzny – na rysunku uwzględniono przypadek tych wózków, w których oś obrotu masztu pokrywa się z przednią osią kół wózka.
Rys. 14. Uproszczony model wózka w stanie gotowości do jazdy
Na rys. 14 przedstawiono w rzucie bocznym, uproszczony model wózka z rys. 13, w którym, z zastosowaniem programu komputerowego, maszt (z ładunkiem) został pochylony o zadany kąt α, a ładunek dodatkowo został podniesiony na zadaną wysokość C względem podłoża.
Do przedstawienia wyżej omówionego uproszczonego modelu wózka w rzucie z góry niezbędne są dane dotyczące szerokości wózka i położenia pionowej płaszczyzny symetrii fotela operatora względem krawędzi wózka – jak to uwidoczniono przykładowo na rysunku 15. Dane te można uzyskać albo z danych technicznych producenta wózka, albo z pomiarów. Przyjęto, że punkt środkowy między oczami operatora wózka w stanie gotowości do jazdy znajduje się w płaszczyźnie symetrii fotela.
Rys. 15. Widok uproszczonego modelu wózka w rzucie z góry
Dla każdej grupy danych dotyczących każdego z operatorów (wymiary A i W) i dotyczących każdego z ładunków (wysokość H, szerokość 0,8 m i długość 1,2), opracowując rzuty z boku i z góry uproszczonego modelu wózka z zastosowaniem zasad geometrii wykreślnej, można otrzymać, przedstawione na rys. 16 (a wcześniej
na rysunku 6), główne wymiary dotyczące wielkości i położenia strefy braku widoczności oraz kąty widzenia ładunku w płaszczyźnie poziomej.
Stosując niniejszą metodę określania strefy braku widoczności należy przestrzegać wymagań zamieszczonych w 4.2 i 4.3.
W metodzie tej można określić nie tylko zaznaczone na rysunku 16 wymiary strefy braku widoczności (strefy martwej), ale również określić tę strefę bardzo dokładnie, np. w obszarze z boku ładunku, jak to zilustrowano na rysunku 17 poniżej. Na rysunku tym zilustrowano postępowanie w celu określenia wysokości Y(0,2) strefy braku widoczności dla operatora podnośnikowego wózka jezdniowego na wysokości najbardziej wysuniętej do przodu krawędzi ładunku - w odległości bocznej 0,2 m od ładunku; można także określić np. odległość boczną Xb od ładunku, w której wysokość strefy braku widoczności (strefy martwej) już równa się zeru – na początku ładunku, tzn. w położeniu najbardziej wysuniętej do przodu krawędzi ładunku. Dla zachowania przejrzystości na rysunku bocznym nie zaznaczono strefy braku widoczności (strefy martwej).
Rys. 17. Określanie wybranych wymiarów strefy braku widoczności (strefy martwej) z boku ładunku
5. PODSUMOWANIE
Określono wymagania dotyczące wymiarów strefy braku widoczności. Opracowano metodę określania strefy braku widoczności dla operatorów podnośnikowych wózków jezdniowych czołowych w zależności od wymiarów ładunku. Metoda ta jest przeznaczona głównie dla projektantów dróg komunikacyjnych w transporcie wewnętrznym i usługodawców głownie w zakresie bezpieczeństwa w transporcie wewnętrznym. Stosowanie tej metody umożliwi zmniejszenie liczby wypadków mających miejsce z powodu niewystarczającej widoczności otoczenia dla operatorów podnośnikowych wózków jezdniowych czołowych w wyniku przewożenia ładunków o niewłaściwych wymiarach.
Bibliografia
1. Collins J.W., Landen D.D., Kisner S.M., Johnston J.J.,Chin S.F., Kennedy R.D., Fatal occupational injuries associated with forklift, United States, 1980 – 1994, AMERICAN JOURNAL OF INDUSTRIAL MEDICINE, Vol. 36, 504 – 512, 1999, 5.
2. prEN ISO 13564-1 Powered Industrial Trucks – Test methods for verification of visibility – Part 1: Sit-on and stand-Sit-on operator trucks and variable reach trucks
3. PN-EN 12464-1:2004 Światło i oświetlenie – Oświetlenie miejsc pracy – Część 1: Miejsce pracy we wnętrzu
4. PN-EN 12464-2:2007 Światło i oświetlenie – Oświetlenie miejsc pracy – Część 1: Miejsce pracy na zewnątrz
5. Mazur J.W., Żagan W., Samochodowa technika świetlna, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1997.
6. Saulewicz A., Tomczuk P., Filipek D., Jezierski T., Kalwasiński D., Skoniecki S., Badania zachowań operatorów podnośnikowych wózków jezdniowych w komputerowo symulowanych warunkach zmniejszonej widzialności, Sprawozdanie etapowe, numer projektu 4R15, CIOP-PIB, Warszawa 2008. 7. PN-EN ISO 7250:2005 Podstawowe pomiary ciała ludzkiego do projektowania technicznego
8. Gedliczka A., Pochopień P., Szklarska A., Welon Z. Atlas miar człowieka. Dane do projektowania i oceny ergonomicznej, CIOP, Warszawa 2001.
9. LIGHTING HANDBOOK REFERENCE AND APPLICATION, 8th Edition, Mark S Rea, Ph.D. Fies, Editor-in-chief Rensselaer Politechnic Institute, IESNA, New York 1993.
10. International Commision on Illumination, Technical Report Contrast and Visibility, CIE Central Bureau, Vienna, Austria, 1995.
VISIBILITY FOR THE OPERATOR OF FORKLIFT TRUCK WITH DIFFERENT HEIGHT LOADS
Summary: The paper presents results of a research on the visibility for operators of a virtual forklift truck simulator and certain forklift trucks with loads of 1 m, 1.1 m, 1.2 m and 1.3 m in height. Moreover, the authors present results of determination of a quantitative relationship between the length of a shadow area created by the load and the transversal movement of the forklift operator’s head. The requirements for key dimensions of the shadow area are presented. A method for determination of the shadow area for the forklift truck depending on the load size is presented.
Keywords: forklift truck virtual simulator, forklift trucks, visibility for the operator, safety
