基于视线追踪的三维模拟灭火救援培训效果评估

本文结合灭火救援指挥三维计算机模拟训练平台以及桌面式视线追踪实验系统,开展基于视线追踪技术的学员应急培训效果评估。首先开展眼动分析实验系统搭建与实验设计,采用Eyeso Ec80遥测式眼动仪对操作者模拟灭火救援时的眼动信息进行数据采集与处理。然后,开展失误行为的眼动特征提取研究,针对不同类别的认知状态,分别统计其在不同兴趣区域的注视时间并建立一步转移概率矩阵,最终得到典型失误模式的失误特征。     

基于眼动追踪技术的引航员情景意识识别研究

情景意识(Situation Awareness, SA)缺失是引航作业人为失误的主要根源,有效识别引航员SA水平是保障引航安全的关键。针对现有测量方法的侵入性、主观性、间断性问题,设计典型场景引航模拟试验,利用眼动特征开展引航员SA水平识别研究。应用眼动追踪技术实时采集引航员的眼动试验数据;采用独立样本t检验和Mann-Whitney检验方法研究SA与眼动指标的关联效应;基于敏感眼动指标结合支持向量机(Support Vector Machine, SVM)构建引航员SA识别模型,实现引航操作任务下SA的有效识别。结果显示：高SA组的视觉搜索效率大于低SA组,高SA组主要关注窗外视景而低SA组更多关注电子海图,高SA组比低SA组获取信息的能力更强;平均扫视次数(Average Saccade Count, ASC)、注视总时间百分比(Fixation Duration Percentage, FDP)、平均注视持续时间(Average Fixation Duration, AFD)3个眼动指标与引航员SA水平具有显著相关性;采用“ASC+FDP+AFD”组合指标时且在5 s时间窗口长...     

情绪对建筑工人不安全行为影响的认知试验

为深入解析情绪对不安全行为的影响作用机制，探究情绪控制视角下的不安全行为矫正方法。从信息认知过程入手，结合眼动追踪技术和情绪唤醒方法，基于个体信息认知模型，设计情绪对建筑工人不安全行为的影响试验，通过测量不同情绪状态下工人的注意力分配、隐患识别和风险倾向，采用眼动热点图和方差分析(ANOVA),探究情绪在信息认知加工过程中对建筑工人不安全行为的具体影响。研究结果表明：在认知过程的信息获取阶段，正性情绪能够促进工人对现场危险的感知活动，而在信息分析阶段，正性情绪比负性情绪的工人具有更为显著的不安全行为倾向；基于个体信息认知的情绪不安全行为模型，正性情绪状态下的建筑工人更倾向于有意不安全行为，而负性情绪状态下的建筑工人则更倾向于无意不安全行为。建议施工企业应根据工人的情绪状态采取针对性的不安全行为管控措施，提高现场安全管理效率。     

驾驶人弯道安全行车特性研究

为研究在弯道路段行驶过程中驾驶人的安全驾驶特性,招募30名驾驶人开展模拟驾驶试验。利用DLab驾驶人因记录分析系统采集弯道行驶过程中驾驶人的车辆操作数据,用face LAB 5非接触式眼动仪同步采集驾驶人的眼动数据,探讨弯道半径对驾驶人视觉及操作模式的影响。结果表明:水平方向上驾驶人的视线主要集中在[-10°,10°],水平视角均值与弯道半径成二次函数关系,并随着弯道半径增大驾驶人的水平视线向右偏移;在操作模式方面,转向盘转角与弯道半径成负相关,车辆横向位置与弯道半径的关系不明显。驾驶人弯道行车时需要及时关注弯道一侧的交通信息,并同时操纵车辆沿弯道轨迹行驶。     

高处坠落事故的人因失误与干预策略研究

为系统分析导致高处坠落人因事故的产生机理,通过统计152起建筑工程高处坠落事故的调查与分析报告,从组织影响、安全监管、不安全行为前提条件和不安全行为等4个层次,辨识影响高处坠落事故的人为失误因素,修订人为因素分析与分类系统框架（HFACS）。设计高处坠落人因失误调查问卷,开展一线高处作业人员问卷调查,建立高处坠落人因失误结构方程模型,对导致高处坠落事故的人为失误因素进行路径分析。结果表明:各潜在因素间均呈正相关,且高处坠落人因失误事故的关键路径为资源管理不到位→安全监督培训不充分→班组管理不良→操作违规。综合各因素间相关性,提出了针对性的预防高处坠落事故的人因干预策略。     

安全生产中的变化——失误理论

变化一失误理论又称变化分析方法,是由约翰逊秤对管理疏忽与危险树（MORT）的研究中提出并贯彻其理论之中的。约翰逊认为：事故是由意外的能量释放引起的,这种能量释放的发生是由于管理者或操作者没有适应生产过程中物的或人的因素的变化,产生了计划错误或人为失误,从而导致不安全行为或不安全状态,破坏了对能量的屏蔽或控制,即发生了事故,由事故造成生产过程中人员伤产或财产损失。图1为约翰逊的变化一失误理论示意图。     

基于支持向量机的管制疲劳检测模型研究

管制疲劳是影响民航安全的重大隐患,准确检测疲劳状态是进行疲劳预警、降低疲劳风险的关键。提出应用支持向量机模型融合多生理参数和眼动指标进行管制疲劳检测,通过MP150多导生理记录仪与眼动仪,采集模拟管制试验中正常与剥夺睡眠状态下被试的试验数据,同时记录其Karolinska疲劳等级和操作绩效。结果表明,RR间期、LF/HF、快慢波比值、PERCLOS和扫视速度均与管制疲劳呈较强相关,利用支持向量机融合五项指标构建管制疲劳检测模型,对于五级疲劳度的识别准确率为78. 1%,判断正常组与剥夺睡眠组的准确率为94. 2%。     

城市道路驾驶人横向避险特性研究

为提高城市道路驾驶人横向避险能力,利用固定基座驾驶模拟器搭建5种典型城市道路危险交通场景,并借助眼动仪采集35名驾驶人的眼动数据和避险操作数据;分别统计并分析驾驶人的视线分布、感知-制动时间、持续制动时间、最大方向盘转角时间和车辆横向位置变化等参数。结果表明:5种场景下驾驶人水平视线基本上都处于中部偏右区域;除场景3外,驾驶人的感知-制动时间均值均在1 s内;在视线无遮挡场景,驾驶人主要通过制动进行避险,反之则以转向和制动相结合的方式进行避险。     

如何防止人为失误

众所周知,导致安全事故的两大主要因素是人为因素（不安全行为）和物的因素（不安全状态）。而人为失误又是导致不安全行为的重要因素。 由于人为失误而关系到安全事故的案例举不胜举。因此,我们要尽可能避免人为失误。     

塔机驾驶员的持续性视觉注意负荷研究

为提高塔机作业安全工效,基于视觉心理学、认知心理学理论,利用眼动追踪技术记录驾驶员视觉行为数据,分析和评估塔机驾驶员视觉转移过程的表征参数,结果表明:起重作业过程中驾驶员注视时间长,视知觉资源主要集中于起吊物,保持持续性注意状态,以维持高效起重作业,心理负荷较大;起重作业不同子过程注视时间与瞳孔直径差异较大,在空中平移过程中注意力较为分散,瞳孔直径较小,心理负荷较小。据此,提出了塔机起重作业的人因工效改善方向,为起重作业安全实施提供决策支持。     

2类礼貌属性消防安全标语的眼动行为规律研究*

为研究不同礼貌属性消防安全标语的眼动行为规律,采用眼动技术对个体在阅读标语过程中的眼动行为进行记录,并对实验数据进行统计分析。研究结果表明:在注视次数和总注视时间上,不礼貌属性标语大于礼貌属性标语,在首次注视时间上2者未存在显著差异;在阅读路径上,不礼貌属性标语的路径更长且回视现象更多;在关键词方面,结果导向关键词的注视时间和次数大于行为指导类关键词,其中恶性结果导向关键词最大。     

基于HFACS-BN模型的危险化学品事故人因路径分析*

为提高危险化学品安全管理水平,收集我国134起以人为主因的危险化学品事故,构建危险化学品事故的HFACS-BN模型,并基于贝叶斯网络对危险化学品事故中的人因路径及各因素灵敏度进行分析。研究结果表明:行为违规是导致事故的最主要不安全行为;在复杂路径中,环境因素和操作者状态具有较高的灵敏度,与其相关的风险认知与处理不当是阻碍事故预防的关键因素;在非复杂路径中,操作者状态与运行计划不当具有较高的灵敏度,其所涉及的监督违规、组织过程和组织氛围,是导致危险化学品事故的根本起点,并可依此分析事故直接原因和间接原因;操作者状态在2种路径中均表现出高灵敏度,因此化工企业在人员管理上要加强关注职工状态,减少不安全行为的出现。     

基于多模态信息融合的心理负荷评估*

为了相对稳定地识别人员是否处于心理负荷状态,设计并实施含能材料起爆作业心理负荷诱导试验。首先对心理负荷诱导情况进行判断,然后分别采集27名被试在静息状态和实施含能材料撞击起爆作业状态下的眼动、心率变异性（HRV）和脑电信号（EEG）,通过正态性检验和假设检验获得心理负荷表征指标并进行统计功效分析,依据表征指标,采用支持向量机（SVM）和随机森林（RF）算法建立多模态信息融合的心理负荷评估模型,最后采用被试工作特征曲线（ROC曲线）分析各模态组合和分类器的心理负荷识别性能。研究结果表明:双模态（眼动+EEG）下SVM算法和3模态下RF算法评估性能和稳健性较高,多模态信息组合具有优异的识别效果。     

基于多元线性回归的煤矿驾驶员情绪预测模型*

为研究煤矿人车驾驶员情绪状态不良引发的煤矿驾驶事故问题,设计眼动实验并建立基于多元线性回归的驾驶员情绪状况预测模型对驾驶员情绪状况进行预测;通过眼动仪采集煤矿驾驶员良好情绪与不良情绪状态下的各项眼动指标,记录其主观情绪状态;使用多元线性回归方程对数据进行分析与建模,采用平均相对误差对预测模型进行评估。结果表明:每秒注视点个数、平均扫视速度、反应时间、危险源辨识个数在情绪变化前后存在显著差异,且与情绪状态呈较强相关;基于多元线性回归的驾驶员情绪状况预测模型预测精度较高,平均相对误差为8.16%。模型适用于煤矿人车驾驶员的情绪监测,可为煤矿驾驶员安全行驶提供保障。     

组织因素对飞行员不安全行为的干预策略研究

为了对飞行员的不安全行为进行科学有效的管理,挖掘组织因素带来的深层影响,防止因飞行员不安全行为造成的不安全事件发生,运用系统动力学方法,构建组织因素对飞行员不安全行为的干预策略模型。以S航空公司为研究对象,通过调节组织因素中的飞行技术训练力度和奖惩力度等变量,制定不同的干预策略,运用VENSIM软件模拟不同干预策略的干预结果。研究结果表明:飞行员不安全行为的最佳干预策略组合为安全记录考核奖励程度、副驾驶转正/机长升职力度、监管力度、罚款力度、飞行技术训练强度的组合,到2020年实现不安全行为数量平均降低26%,在2020年改变干预策略数值,到2030年实现不安全行为数量平均降低54%。     

深井受限空间内作业人员的眼动特征研究

为探索能反映深井受限空间对作业者影响程度的眼动指标,为井下行为安全管理提供依据,将20名眼动指标相近的成员随机分为A,B两组,分别在普通环境中和高温深井环境中开展实验,以文献摘要为刺激材料,运用Tobii X2-30眼动仪进行眼动测量,运用单因素多元方差分析及多重比较法分析眼动数据。发现注视点总数、总注视时间、眼跳次数和总眼跳时间指标的差异有显著性,B组值大于A组;注视点平均注视时间、平均眨眼时间、平均瞳孔直径和总眼跳时间占比等指标无显著差异;两组被试的注视轨迹变化显著,因此 对井下人员的生理信息采集应当注重5个关键的眼动指标。     

变电站操作不安全行为核心影响因素分析*

为分析变电站中操作不安全行为的核心影响因素,基于国家电网某省变电站员工安全心理自评数据,运用心理学模型确定9种主要心理维度,融合Bayesian Search和Peter Clark(PC)算法,并使用专家知识修正以训练贝叶斯网络模型结构,应用Expectation Maximization(EM)算法训练模型参数,并运用Mutual Information(MI)和预测推理2种方法分析核心影响因素。研究结果表明:训练模型的预测错误率为14.8%,AUC为0.945 8,变电站操作不安全行为的核心影响因素为情绪稳定性和心理承受力。     

基于未确知测度理论的矿工不安全行为风险评估

导致煤矿工人不安全行为的原因具有复杂性和模糊性,单靠传统数理方法难以解决,而运用未确知测度理论可以有效解决涉及人的不确定性问题。基于此现状,以顾桥煤矿和陈家山煤矿为研究对象,运用改进的层次分析法和熵权法,确定主客观相结合的影响因子权重,结合未确知测度理论,构建矿工不安全行为风险性指标评价体系,对矿工不安全行为进行影响因素分析及风险评价。结果表明,该研究模型的评价结果符合实际情况,评价方法合理有效,对提出减少不安全行为的相应对策有着具体指导意义。