基于AlphaPose与REBA的手工搬运作业姿势风险评估方法*

为有效预防职业性肌肉骨骼疾患(WMSDs),提出基于计算机视觉技术与快速全身评估(REBA)结合的作业姿势评估方法,以手工搬运作业为例,通过人体姿态识别AlphaPose模型检测作业姿势,利用提取的各关节点空间位置信息计算身体各部位关节角度;利用SG滤波法处理身体遮挡、光线等对数据的影响,有效保留数据变化信息的同时消除数据突变;根据身体关节角度范围与危害程度对应关系自动评判作业姿势的风险大小。研究结果表明:作业姿势评估方法可通过采集的视频数据自动评估搬运作业的姿势危险性,降低WMSDs风险,通过分析不同下蹲取物姿势风险,可论证作业姿势评估方法的可行性,为及时改善搬运作业中的不安全动作提供参考。     

基于DNN的作业姿势评估方法及应用

为有效预防工人肌肉骨骼疾病,提出基于深度神经网络(DNN)的作业姿势评估方法。利用人体关节点估计DNN模型,检测现场视频中工人的身体姿势;通过提取的骨骼关节点的空间位置,计算不同身体部位的姿势角度,并依据快速全身评估法(REBA)中的身体姿势角度与危害程度的关系,自动评估工人作业姿势的风险水平;以建筑工人典型施工作业姿势为例,验证该方法的有效性和实用性。结果表明:该方法能够克服身体遮挡、设备分辨率、光照条件等影响,准确检测关节点的位置;可自动连续评估工人的作业姿势,评估效率较高。     

基于CNN的3D姿势估计在建筑工人行为分析中的应用

为实现建筑工人现场行为的自动化分析,采用卷积神经网络(CNN)检测3D人体姿势并根据现场条件对连续图像进行姿态估计;考虑到动态和杂乱的施工现场环境(部分遮挡等)及多变的工人行为,开发建筑工人姿势图像数据集,从定性和定量2方面综合测试算法性能;将所提出的方法用于施工作业姿势风险评估,利用视频中工人的3D姿势驱动人体生物力学模型,快速、定量计算工人作业时易损伤的部位。结果表明:该人体姿势估计方法具有较好的鲁棒性和较高的准确性,结合生物力学模型可实现更精细的工人行为分析与评估。     

民航机务人员工作负荷评估仿真研究

为准确评估和预测机务维修人员工作负荷,结合机务人员的受力、姿势、能耗等工效学因素,首先以任务所需时间资源与可用时间资源之比为主评估量,以能量消耗率及工效学负荷为修正因子,建立机务维修工作负荷评估模型;其次应用工效学仿真软件Simens JACK 8. 4(简称JACK)仿真模拟得到模型中的工作所需时间和修正因子,并提出基于机务维修工作负荷评估模型和JACK仿真软件的机务人员工作负荷评估方法;最后用该方法仿真评估A320主轮拆卸作业工作负荷。研究表明:所提方法能够弥补现有民航机务人员工作负荷评估方法中存在的实验室化严重、操作性差、主观性强、预测困难等不足,可方便有效地评估及预测维修人员工作负荷。     

建筑工人个体安全能力影响因素效用量化研究

为加强对工人不安全行为的管理,保障建筑施工安全,利用结构方程模型(SEM)建模方法研究建筑工人个体安全能力与影响因素间的效用关系。从个体特质和工作环境2方面进行分析,得到技能素质、心理状态、生理状态等16个影响因素。以工作环境的8个影响因素作为外源潜伏变量,其余8个影响因素作为内生潜伏变量,构建建筑工人个体安全能力SEM。利用问卷调查所得数据对模型进行拟合与修正,实现影响因素效用的客观量化。研究结果表明:建筑工人的个体安全能力主要取决于其技能素质;工作环境中,效用最大的因素是施工现场的安全资源配备;当前建筑行业的安全培训与安全文化建设工作还有待进一步开展。     

拉力作业上肢肌肉疲劳评价模型研究

为避免作业人员肌肉疲劳累积,预防工作相关肌肉骨骼系统疾患(WMSDs),提出一种基于肌力降幅(FD)-主观疲劳评分(RPE)的肌肉疲劳评价模型。首先设计并开展模拟拉车作业试验,招募10名大学男生参与测试,测量不同时刻右手最大剩余肌力,并记录基于Borg CR-10量表的RPE值;然后归一化处理各时刻FD,建立不同姿势、不同负荷下的3个拉力作业上肢肌肉疲劳评价模型,并结合试验条件分析不同模型之间的差异。研究表明:RPE与FD间有线性关系,RPE-FD关系可能具有姿势属性;所建模型合理,可用于评价拉力作业人员工作过程肌肉疲劳,并可为施力作业过程肌肉疲劳监测与作业任务分析提供依据和手段。     

供电企业面向作业危险辨识方法研究

在对供电企业生产特点分析的基础上,以作业项目为研究对象,通过事故逆推法、调查问卷法和访谈法等多种方法确定供电企业危险检查表,共计19类118项;并建立了适用于一线员工使用的危险检查表与工作危害分析(JHA)危险场景描述相结合的危险辨识方法;该方法在太原供电分公司6大专业146个作业项目及1084个工作场景进行应用,实用结果表明:通过员工层控制可达到危险消除或控制的效果。     

高斯混合模型下建筑工人高空作业失稳检测方法

为防止施工现场高处坠落事故,实现个性化矫正管理,在考虑个体异质性对运动信号造成的差异化影响基础上,提出一种基于高斯混合模型(GMM)的实时检测方法,可及时识别建筑工人高空作业失稳状态。首先,采用姿态传感器实时采集加速度和角速度数据,以刻画建筑工人的高空作业姿态特征;然后,基于GMM算法,建立建筑工人高空作业的个性化失稳检测模型,获得个性化阈值,以判断姿势失稳状态;最后,通过试验对比基于个体数据集和公共数据集2种方式构建的模型。研究结果表明：生成的个性化检测模型在准确度P、召回率R和综合评价指标F₁值上,均远优于公共数据集模型,具有更好的个性化检测效果。该失稳检测方法能够从工人的作业姿态习惯探究个性化的高空失稳风险,促进差异化安全预控和精准化安全培训。     

搬运作业能量消耗模型及仿真研究

为预防手工搬运工人因疲劳引发的职业性肌肉骨骼损伤(WMSDs),综合考虑生产效率和人因工程2个因素,提出考虑搬运时间和能量消耗的双目标模型;采用IGRIP/ERGO和Matlab软件,设计交互式仿真平台;以某汽车刹车片制造公司的手工搬运作业(MMH)为例,应用上述模型进行模拟仿真,得出最优解。结果表明:投入材料数量和生产工序均对能量消耗和作业时间有显著影响,并且能耗和时间的变化率负相关;该模型兼顾生产效率和人因工程2个因素,能够得出最优作业方案;交互式仿真平台有助于控制并预防现代工业生产中的WMSDs风险,使工作环境和作业设计达到人因工程要求。     

工作满意度对建筑工人不安全行为的矫正机制研究*

为探讨工作满意度对建筑工人不安全行为矫正机制,基于文献调研构建工作满意度对建筑工人不安全行为矫正机制理论模型,并通过验证性因子分析和结构方程模型分析,对理论模型进行实证检验。结果表明:工作满意度对建筑工人安全不服从行为和安全不参与行为有显著矫正作用,敬业度在工作满意度和建筑工人安全不服从行为与安全不参与行为间起完全中介作用。对于新生代建筑工人,工作满意度通过敬业度对安全不服从行为矫正效应小于对安全不参与行为的矫正效应,对于老一代建筑工人,矫正效应则相反。研究结果可为广大建筑施工企业矫正其工人的不安全行为提供依据。     

建筑工人危险认知结果的差异特性

为提高建筑工人的危险认知水平,以认知心理学为基础,运用心理测量范式获取工人对不同事故的危险认知结果,用分类对比法探究认知结果的差异规律,分析工人的危险认知结果特点、危险敏感性变化规律、危险认知偏差成因等深层问题。研究表明:危险认知结果与危险特征对工人的刺激程度和工人对该刺激的敏感程度密切相关,具有模糊性、差异性和变化性;相同条件下,工人对低危、频发、险兆特征直观、可控性好的事故的危险认知差异较大,这种危险易被低估;工人中会出现适应危险的现象,造成危险敏感性下降和危险感知麻木;而造成工人危险认知偏差的主要原因是危险敏感性下降、危险认知主观性过强和高估自身应对危险的能力。     

主观社会支持对建筑工人心理及不安全行为的影响

为降低受主观社会支持(SSS)影响而导致的建筑工人不安全行为(UB),从主观社会支持角度探索建筑工人的心理状态及其与不安全行为的结构关系。通过文献分析主观社会支持、主观幸福感(SW)、偏执心理(PP)、安全意识及不安全行为的基本关系,构建主观社会支持下建筑工人不安全行为发生的假设模型;通过调研获得有效问卷371份,并采用AMOS软件拟合该模型。结果表明:家人支持是建筑工人主观社会支持的重要组成部分,家人的关心和重视、家人对工作的支持2项荷载系数分别达0.90和0.86;主观社会支持可以提高建筑工人主观幸福感和抑制偏执心理;良好的心理状态能提高安全意识,增强建筑工人事故初期应急处理能力,降低不安全行为和伤害发生概率。     

基于生理指标的建筑工人攀登作业疲劳实验研究*

为研究攀登作业建筑工人生理疲劳状态的评测指标,提出1种基于生理指标的建筑工人攀登作业疲劳测度实验方法。首先,设计实验测量建筑工人的心率、皮肤温度、舒张压、收缩压4项生理指标,结合Brog’s RPE主观疲劳程度量表研究建筑工人生理疲劳的变化;其次,提取上述4项指标的平均值和标准差作为生理指标特征值,利用静息状态下生理指标特征值和疲劳状态下生理指标特征值进行方差分析、球形检验、T检验筛选出与疲劳相关的特征值;最后,利用支持向量机构建疲劳检测模型。研究结果表明:上述8项生理指标特征值与攀登作业工人疲劳具有显著相关性,疲劳检测模型的准确率为96.875%,研究结果可对攀登作业人员疲劳评估和疲劳预警具有实践性意义。     

加强建筑工人安全培训的构想

分析国内建筑工人安全培训的现状,指出导致建筑工人安全意识和技能差是接受安全培训少。为了减少事故率,必须加强建筑工人的安全培训。借鉴并发展了香港特区实行的建筑工人"绿卡制度",提出在我国内地实施建筑工人注册绿卡制度,及实施构想,即以注册绿卡为核心,现有的安全培训机构承担该培训任务,安监部门对其监管与工作指导,建设安全机构检查与督促建筑施工单位雇用有绿卡的建筑工人,对建筑公司实行规范安全培训及违者重罚的构想。对具体培训措施,如建筑工人的工地属地化管理,考培分离,建立全国建筑工人绿卡管理信息系统,培训经费来源等也进行了探讨。     

有限空间作业动态风险评估模型研究与应用

为客观掌握有限空间作业风险,实现有限空间作业风险的动态评估和管理,首先,构建有限空间作业风险指标体系,并应用模糊综合评价法和层次分析法(AHP),建立以危险气体体积分数为主要指标的有限空间作业风险综合评估模型;其次,构建危险气体在线监测系统,将监测数据用于评估模型,动态评估有限空间作业风险;最后,以某排水系统集水池为例,应用模型评估其作业风险。结果表明:该模型能够结合危险气体监测数据,实时定量计算有限空间作业风险,动态评估有限空间作业风险;且危险气体体积分数是作业风险主要影响因素,控制有限空间作业过程中危险气体体积分数是保障有限空间作业安全的关键措施。     

基于模糊数学的建筑工人安全心理评估技术研究

对建筑工人安全心理评估,可以有效预防和减少建筑施工事故的发生.通过分析建筑施工工作特征以及作业中主要的心理生理活动,对重庆市某建筑工地的建筑工人访谈,问卷Ⅰ调查及结果SPSS V19.0软件分析,结合前人成果和专家意见,得到由18个指标组成的建筑工人安全心理评估体系.用Delphi法对18个指标的权重赋值,根据人类智力分布等建立评判标准,构建了模糊综合评价数学模型.根据最大隶属度原则,得出安全心理综合评价等级.通过由18个指标形成的问卷Ⅱ实测表明,此模型可以客观评估建筑工人的心理状态,使建筑工人安全心理评估实现了定量化,对建筑施工作业人员安全心理评价有一定的指导作用.     

场景对驾驶人危险辨识能力评估结果的影响

为提高用驾驶人危险辨识能力评估系统得到的评估结果的信效度,探讨评估场景对评估结果的影响。首先,分析各类评估系统中评估场景的异同点;其次,由于评估场景一般为危险情境,通过对危险定义与类型、危险风险度的系统梳理,探讨危险情境对评估结果的影响;最后,通过分析动静态场景的优缺点,探讨场景展现形式对评估结果的影响。结果表明:危险情境的主观和客观风险度的一致性越高,评估结果的信效度越好;动静态场景各有利弊,静态场景能有效避免评估结果的模糊性和驾驶人的疲劳厌烦效应,动态场景更利于理解危险情境,同时更贴近驾驶人实际驾驶时的危险辨识工作机制。     

精神支持与物质支持对建筑工人不安全行为影响对比

为向建筑工人提供更具针对性的支持,对比分析精神支持和物质支持的影响效果,分别构建精神支持和物质支持对建筑工人不安全行为的影响机理,基于351名建筑工人调查数据,采用结构方程模型展开实证研究.研究结果表明:精神支持和物质支持对建筑工人安全意识的提高和工作压力的降低都具有显著影响;相较于物质支持,精神支持影响效果更好,更能...     

建筑工人安全行为习惯的塑造策略与方法

为帮助建筑工人养成良好的安全行为习惯,基于操作性条件反射理论,在开展两轮调查的基础上,分析建筑工人的安全心理和行为特点及其安全行为习惯的特性,提出建筑工人安全行为习惯的塑造策略和方法,设计应用方案并进行评价。结果表明:安全行为习惯具有稳定性、自觉性和自动性;安全行为习惯塑造以低起点、小坡度、抓细节、重坚持、多实践为核心要求,以班组层面的塑造活动为核心任务;安全行为习惯塑造在过程体验和长期效果方面具有优势,但在强制力和针对性方面存在不足。     

建筑工人故意违章行为动机形成机制研究

为明晰建筑工人故意违章行为(DVB)动机形成的具体路径,以减少DVB,降低事故率,基于扎根理论(GT)构建需求产生-感知调节-动机冲突-外化反馈的4阶段动机形成路径模型,探究建筑工人故意违章行为动机的形成机制。结果表明:省能等现实需求是导致建筑工人DVB动机产生的主要需求类型;危险感知能力在动机的形成过程中起调节导向作用;不当价值取向在动机冲突中起负向强化作用;不良环境支持增大了动机外化为行为的概率;行为结果反馈对动机形成起双向作用;提出纠正建筑工人短视需求、进行体验式安全培训及加强监督管理等措施以抑制DVB动机的产生。