On Evaluation of Working Conditions aboard High-Performance Marine Craft

• High-Performance Marine Craft (HPMC) is a complex system confronted by the stochastic nature of the waves challenging the safety of life at sea. The personnel aboard these craft are vulnerable to detrimental conditions, in fact, limiting the system’s performance evoking the significance of the Human Factors Integration (HFI) in the design and operation of these craft. The risks related to the work environments at sea have inadequately been investigated. A consistently identified fact is that the exposure to work environments containing vibration and repeated shock elevates the risk of adverse effects on human health and performance. In the event that the exposure risk is known, the situation can be managed by the operators and the legislated health and safety demands can be achieved by the employer. Moreover, when quantification of the exposure-effect relationships is potential, human factors, in terms of health and performance, can be integrated into HPMC design and operation. However, the knowledge is limited about the adverse health and performance effects among the High-Performance Marine Craft Personnel (HPMCP), the factors causing theses effects and their relationships.The thesis presents a holistic approach for the integration of human factors, in terms of health and performance, into HPMC design and operation. A research program has been designed branching the design and operational requirements of HPMC concerning HFI. A method is introduced for a real-time crew feedback system, which monitors and characterizes vibration and shock conditions aboard HPMC, enabling determination of the risk of acute injuries due to the high-intensity instantaneous impact exposure and the acquired risk of adverse health and performance effects due to the accumulated vibration exposure. This brings forth the requirement of epidemiological studies in order to strengthen the exposure-effect relationships. Therefore, web-based questionnaire tools are developed, validated and pilot tested for cross-sectional and longitudinal investigation of health and performance in HPMCP. The work exposure is measured aboard HPMC in terms of vibration and investigated in relation to the adverse health and performance event onsets, and the ride perception of the personnel aboard.The introduced method for the real-time crew feedback is capable of informing the exposure risk in terms of human health and performance. The questionnaire tools are feasible for epidemiologically surveying HPMCP and similar populations providing data for investigating adverse health and performance effects, risk factors and their relationships. Promising trends are observed between the quantified work exposure and the health and performance onsets, and the human perception.The work will be continued to identify the exposure-effect relationships facilitating better use of the existing standards, supporting ongoing development of the existing standards and providing information to draw appropriate design and operational limits in rules and regulations.

• Högprestandafartyg (HPMC) utgör komplexa tekniska system där sjösäkerheten i den stokastiska vågmiljön är en utmaning. Besättningen ombord utgör många gånger den begränsande faktorn för systemets prestanda vilket betonar betydelsen av att integrera olika aspekter av människan som systemkomponent (Human factors integration, HFI), vid så väl projektering, konstruktion som under driftsfasen. Riskerna vid arbete till sjöss är inte fullt ut kartlagda. Vad som står klart är dock att exponering för vibrationer och upprepade stötar ökar risken för att hälsan såväl som arbetets kvalité påverkas menligt. Om riskerna med exponeringen var kända skulle besättning i sitt handhavande kunna agera så att riskerna hålls på acceptabla nivåer och att arbetsgivaren uppfyller kraven i arbetsmiljö- och säkerhetslagstiftning. Dessutom, om riskrelationen mellan exponering och följder för hälsan och arbetsförmågan kan kvantifieras så öppnas en reell möjlighet att integrera human factors i både konstruktions- och driftsfasen. För närvarande är dock kunskapen begränsad om vilka negativa effekter på hälsa och arbetsförmågan som förekommer hos besättningar till HSMC, vilka faktorer som leder till dessa effekter och hur relationen mellan dessa ser ut. Avhandlingen presenterar ett holistiskt angreppsätt för att integrera human factors, i termer av hälsa och arbetsförmåga, vid konstruktion och drift av högprestandafartyg. Ett forskningsprogram har utformats för att klargöra konstruktions- och driftskrav för HPMC avseende HFI. En metod för att övervaka och i realtid karaktärisera stöt- och vibrationsförhållandena ombord introduceras för att möjliggöra bedömning av risken för akuta skador till följd av enstaka kraftiga genomslag, risken för nedsatt arbetsförmåga under pågående verksamhet samt risken för negativa hälsoeffekter till följd av ackumulerad stöt- och vibrationsexponering. Behovet av epidemiologiska studier för att klargöra exponeringens relation till hälsa och arbetsprestation blir i det här sammanhanget tydligt. Därför har nätbaserade enkätverktyg utvecklas, valideras och pilottestas för tvärsnitts- och longitudinella studier av besättningars hälsa och arbetsprestation. Exponeringen mäts med accelerometrar och studeras i relation till besättningarnas hälso- och prestandastatus samt den upplevelse av exponeringen som de rapporterar via enkäterna.Metoden för realtidsåterkoppling av exponeringsnivån kan informera besättningen om hälsorisker och prestationsnedsättning. Enkätverktygen kan användas för datainsamling till epidemiologiska studier i populationer, som t.ex. besättningar till högprestanda fartyg, för att undersöka arbetssituationens inverkan på hälsa och arbetsprestation, riskfaktorer samt relationen dem emellan. Inledande studier påvisar trender mellan kvantitativa mått på exponering och besättningars hälsostatus såväl som mellan uppmätt och upplevd exponering. Det fortsatta arbetet siktar mot att identifiera och kvantifiera relationerna mellan exponeringen och dess påverkan på hälsa och prestation. Därmed kan man bättre utnyttja befintlig standard, stödja den pågående utvecklingen av befintlig standard och bidra till att sätta relevanta gränser i regelverk och lagstiftning som styr konstruktion och handhavande av högprestandafartyg.

Ämnesord

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Maskinteknik -- Farkostteknik (hsv//swe)

ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Mechanical Engineering -- Vehicle Engineering (hsv//eng)

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Maskinteknik (hsv//swe)

ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Mechanical Engineering (hsv//eng)

Nyckelord

high-speed marine craft

human factors integration

whole-body vibration

epidemiology

musculoskeletal pain

fatigue

höghastighetsfartyg

human factors

HFI

helkroppsvibrationer

epidemiologi

muskuloskeletal smärta

utmattning

Vehicle and Maritime Engineering

Farkostteknik

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

lic (ämneskategori)