不同作业阶段矿工安全注意力的事件相关电位研究

为了深入探讨不同作业阶段矿工安全注意力的变化规律,通过事件相关电位的脑电实验设计,用E-prime编写刺激程序,采用64导脑电仪采集脑电数据,并用BESA软件对脑电数据进行预处理和分析。结果表明:在不同作业阶段,P300的波幅和潜伏期具有显著的差异。在作业前期阶段,P300的波幅最大、潜伏期最短;在作业中期阶段,P300的波幅最小,潜伏期最长;在作业后期阶段,P300的波幅和潜伏期介于前期阶段和中期阶段之间,且数值接近中期阶段。说明在作业前期阶段,矿工安全注意力水平较高;在中期阶段,大幅度衰减;在后期阶段,安全注意力水平有小幅度的上升,但是仍然远远低于前期阶段的注意力水平。     

矿工心智游移特点的思维取样研究

为深入探讨矿工心智游移特点,选取井下一线矿工参与静息态和任务态心智游移2个试验。试验1采用静息态思维取样法,结合矿工心智游移静息态问卷,考察矿工静息态心智游移特点;试验2采用持续注意反应任务(SART)方法,考察矿工任务态心智游移特点。结果表明:试验1中矿工元意识心智游移显著多于无元意识心智游移,诱因以内部想法为主,内容多为情景,时间指向多为过去且大多与作业任务无关,但是与自我近期生活经历、组织管理和作业环境密切相关。试验2中复杂与简单任务心智游移频率差异没有统计学显著性意义;复杂任务无元意识心智游移频率显著高于简单任务。     

矿工心智游移影响因素的结构方程模型分析

为探索矿工心智游移的影响因素作用路径,从个体、组织管理和作业环境3个方面提出了矿工心智游移影响因素和研究假设;采用整群抽样方法,选取412名矿工进行问卷调查;采用SPSS 21.0和AMOS 22.0软件,对问卷进行信效度分析;采用Pearson法对问卷调查结果进行相关分析,并应用结构方程模型技术验证研究假设.结果表明:问卷具有良好的信效度,各影响因素均与心智游移存在显著的相关关系;个体因素对矿工心智游移具有重要影响,其中疲劳的影响最大(β=0.60);组织管理因素对矿工心智游移具有重要影响,其中破坏性领导的影响最大(β=0.54),破坏性领导不仅直接影响心智游移,还能通过负性情绪(β=0.36)间接影响心智游移;作业环境因素对矿工心智游移具有重要影响,其中作业环境物理特征的影响最大(β=0.36),作业环境物理特征不仅直接影响心智游移,还能通过疲劳(β=0.41)间接影响心智游移.     

基于EEG的夜班矿工疲劳检测北大核心CSCD

为了研究煤矿中夜班工人的疲劳状况和疲劳检测方法,通过对夜班矿工脑电和行为指标进行分析,建立BP神经网络模型预测矿工疲劳程度。选择15名夜班矿工作为被试,通过脑电图(EEG)测量其夜班前后执行Oddball任务时的脑电信号,通过快速傅里叶变换提取脑电特征值(α+θ)/β、(α+θ)/(α+β)、θ/β和α/β,收集认知任务期间的准确性和反应时间,作为疲劳检测指标建立BP神经网络模型,对夜班矿工的疲劳等级进行预测。对夜班前后矿工脑电信号中所有通道的特征值进行配对t检验,共得到6个显著通道的特征值,与反应时间、准确率等建立BP神经网络模型,总体检测准确度为89.685%。该模型对检测夜班矿工的疲劳程度具有较高准确性,可为矿工疲劳干预措施和检测装备的研发提供技术手段和理论基础。     

社会支持对智能化矿井矿工违章行为的影响——缓解职业倦怠和心智游移的方法研究*

为明晰智能化矿井矿工的职业倦怠和心智游移水平以及社会支持、职业倦怠和心智游移对矿工违章行为的作用机理,以366名普通矿井矿工和379名智能化矿井矿工为研究对象进行问卷调查,运用AMOS7.0建立社会支持、职业倦怠与心智游移和矿工违章行为之间的结构方程模型（SEM）。结果表明:智能化矿井矿工比普通矿井矿工的职业倦怠水平和心智游移水平高;社会支持和矿工违章行为显著负相关;社会支持不仅可以直接影响矿工违章行为,还可以通过职业倦怠的独立中介作用以及职业倦怠与心智游移的链式中介作用2条路径间接影响矿工违章行为;有效提高矿工的社会支持可以缓解其职业倦怠水平,进而降低心智游移出现频率,最终减少矿工违章行为的发生。研究结果可为智能化矿井的安全生产管理提供科学依据。     

疲劳影响驾驶员心理旋转能力的ERP试验研究

为探究疲劳对驾驶员心理旋转能力的影响机制,首先开展2 h模拟驾驶任务试验,以诱发驾驶疲劳,并在模拟驾驶任务前后,分别测定驾驶员的心理旋转能力;然后基于试验数据,分析驾驶疲劳前后心理旋转能力行为绩效(反应时间、正确率)和脑电事件相关电位(ERP)成分(P3波幅和潜伏期)的变化及其差异。试验发现,驾驶疲劳引起行为绩效显著降低(反应时延长,正确率降低),脑电ERP的P3成分波幅在顶叶区显著下降、潜伏期显著延长。上述结果表明:疲劳影响了驾驶员在心理旋转过程中对认知资源的分配和加工信息的速度,导致心理旋转能力降低。     

正念对安全绩效影响的链式中介机制分析

为预防矿工不安全行为、提高煤矿企业安全绩效,积极探索正念对安全绩效的作用机制和边界条件,采用跟踪调查法对辽宁、内蒙古、陕西等地1 125名矿工进行问卷调查与数据分析,并验证假设模型。结果表明:正念与安全绩效呈显著正相关;正念与自我控制呈显著正相关;正念与心智游移呈显著负相关;自我控制与安全绩效呈显著正相关;自我控制与心智游移呈显著负相关;心智游移与安全绩效呈显著负相关;自我控制在正念与安全绩效间起中介作用;心智游移在正念与安全绩效间起中介作用;自我控制和心智游移在正念与安全绩效间起链式中介作用,即高正念水平的矿工会提升自我控制能力,进而减少心智游移发生频率,最终提升矿工安全绩效。     

应急场景下矿工脑电成分特征的实验研究

为探究矿工在应急场景下的脑电成分变化规律,研究通过脑电实验的方法对矿工在观看应急与正常作业场景下文字与图片素材的脑电数据进行分析.结果表明:矿工在实验素材的靶刺激下,ERP成分明显,且图片刺激效果强于文字,在200～400 ms时,P200,P300成分峰值最大;矿工大脑α节律不断下降,β节律不断上升,且β节律波幅面积...     

高危岗位矿工心理倦怠对注意执行功能的影响

为探究心智游移在倦怠和注意执行功能间的作用机制,有效减少由负性心理状态引起的不安全行为,降低人因事故发生率。在文献研究的基础上,引入心智游移,采用SART范式和AX-CPT范式,以问卷筛选出的100位国有煤炭企业高危岗位作业人员为研究对象,讨论倦怠、心智游移和个体注意执行功能之间的关系。研究结果表明:高频AX试次会引起惯性反应偏向,被试者需要更多的时间来维持线索字母A和解决无效线索B与有效探针X之间的冲突;高倦怠矿工比低倦怠矿工的注意执行控制功能更易受到高频心智游移的影响;心智游移在倦怠与注意执行功能间起到调节作用。     

视觉疲劳对事件相关电位中关联性负变的影响

为研究视觉疲劳对车辆驾驶人注意保持能力的影响,用自编主观疲劳调查表和关联性负变(CNV)经典试验范式,对被试在观看高速公路视频前和观看视频30 min后进行重复测试,考察被试观看高速公路视频前后的行为差异和CNV中早期成分(iCNV)和晚期成分(tCNV)的平均波幅差异。结果发现:被试观看高速公路视频后,主观疲劳调查表调查显示被试出现视觉疲劳状态;在CNV试验结果中,反应时延长,产生视觉疲劳;CNV以中央顶区为主,视觉疲劳后iCNV和tCNV成分波幅降低。这些结果表明,执行认知加工任务时,视觉疲劳会导致被试注意朝向能力下降、期待行为减弱,最终出现反应迟缓;CNV成分主要产生于额叶,幅值降低可能与额叶执行功能受损有关,iCNV和tCNV成分可以作为视觉疲劳的检测指标。     

脑力疲劳对视觉选择性注意影响的研究

为探究人的脑力疲劳对其视觉选择性注意的影响,开展监控作业系统人机工效设计试验。以32名男性为被试,采用140 min记忆刷新试验任务(2-back任务)模拟监控作业诱发脑力疲劳,然后采用2×3因素设计的中心线索提示范式模拟自动告警测量选择性注意能力,通过分析行为学及脑电(EEG)数据,研究脑力疲劳对视觉选择性注意的影响。结果表明:140 min 2-back任务诱发了脑力疲劳,脑力疲劳状态下,中心线索提示范式中的无效线索和目标刺激的疲劳效应最强,有效线索和干扰刺激的疲劳效应最弱,被试的选择性注意任务绩效下降、P300潜伏期显著延长、幅值显著减小,脑力疲劳对视觉选择性注意能力有负性影响。     

基于生理信号的驾驶疲劳综合指标试验研究

研究驾驶过程中随着疲劳的产生驾驶员生理信号的变化规律,提取反映驾驶疲劳程度的综合指标。采用驾驶模拟器对20名被试进行驾驶模拟试验,用MP150多导生理仪实时采集并记录驾驶员在60 min驾驶任务过程中的心电信号、脑电信号、肌肉电阻信号、皮肤温度信号和呼吸频率信号。运用R软件对数据进行线性回归分析,对比一般回归分析,逐步线性回归分析克服了一般回归分析许多变量不显著的缺点,得到了最优的驾驶综合指标方程,确定了与各项指标相关的驾驶疲劳评价综合指标,并通过3名被试模拟驾驶试验验证了综合指标作为评价驾驶疲劳的有效性。     

疲劳对高铁司机持续性注意影响机制的ERP试验研究

为探究驾驶作业疲劳对高铁司机持续性注意的损伤机制,基于动车模拟器平台,进行主任务为动车驾驶,次任务为随机信号检测的连续4 h动车模拟驾驶试验。全程采集20名高铁司机的驾驶行为数据和脑电信号数据。根据试验数据,对高、低持续性注意水平下司机的行为绩效、事件相关脑电位(ERP)成分进行差异性对比分析。结果表明,与第1阶段相比,第2阶段司机的行为绩效显著下降(对随机信号的反应时增加,有效检测率下降)。此外,ERP的P2成分波幅显著减小,N2b成分波幅显著增大、潜伏期显著延长,P3成分波幅显著减小、潜伏期显著延长。该结果表明,长时间连续作业将造成高铁司机的持续性注意水平下降,引起该水平降低的主要因素是疲劳造成高铁司机对突发事件的分类、评估,资源的调制、分配和认知控制等高级认知能力的损伤。     

注意瞬脱效应对驾驶安全性影响的ERP试验研究

为预防驾驶员注意瞬脱效应导致的交通事故,首先,开展模拟驾驶任务试验,并在此过程中加入刺激颜色、时间间隔等因素,分别检测驾驶员的注意瞬脱反应;然后,基于试验数据,分析不同条件下驾驶员的驾驶行为指标(反应时和正确率)与事件相关电位(ERP)指标(P3波幅和潜伏期)的差异。结果表明:较红色警示牌和2、3 s的刺激时间间隔(SOA),在黄色警示牌和1 s的SOA条件下驾驶行为绩效显著降低(反应时延长,正确率降低),且P3潜伏期在顶叶区显著延长、波幅显著减小。注意瞬脱效应影响驾驶员对驾驶事件的脑内加工进程及投入的认知资源量,导致驾驶安全性降低。     

高速公路驾驶员主动疲劳的脑电检测分析北大核心CSCD

为开发高速公路驾驶疲劳预警系统,保障道路交通安全,基于脑电(EEG)数据功率谱分析方法,探索驾驶员主动疲劳与脑电指标(θ+α)/β的关系,首先,开展模拟驾驶试验,采集21名被试驾驶状态的脑电信号,分析α(8~13Hz),β(13~30Hz),θ(0.5~4Hz)这3个频段的脑电波,计算脑电合并指标(θ+α)/β;然后,运用瑞典行业疲劳问卷(SOFI),比较驾驶员执行驾驶任务前后的疲劳状态,分析心理测量和脑电测量结果的回归拟合效度。结果表明:在高速公路复杂驾驶任务中,驾驶员脑电合并指标(θ+α)/β呈现下降趋势,同时,(θ+α)/β与驾驶员主观疲劳程度有显著的正向拟合关系,拟合解释率达50%;脑电指标(θ+α)/β可实时预测驾驶员主动疲劳状态。     

眼动指标检测管制疲劳的性能研究

为了挖掘更多检测管制疲劳的眼动指标,利用模拟塔台管制软件和眼动仪搭建试验平台,采集被试的眼动数据和主观疲劳的程度值,通过其疲劳前后眼动指标差异的显著性、与疲劳的相关性、以及受试者的工作特征曲线(ROC)分析,探讨了各眼动指标检测管制疲劳的性能。结果表明:疲劳前后被试的扫视速度、注视点和平均注视时长差异显著,扫视幅度无显著差异;扫视幅度与疲劳无相关性,平均注视时长与疲劳呈弱相关,扫视速度和注视点数与疲劳均呈中等以上的显著相关;利用注视点、扫视速度二元分类识别疲劳的效果为接近较好水平,是有潜力的管制疲劳检测指标,可为管制员疲劳检测和预警提供试验支撑。     

高速公路驾驶员主动疲劳的脑电检测分析

为开发高速公路驾驶疲劳预警系统,保障道路交通安全,基于脑电(EEG)数据功率谱分析方法,探索驾驶员主动疲劳与脑电指标(θ+α)/β的关系,首先,开展模拟驾驶试验,采集21名被试驾驶状态的脑电信号,分析α(8～13 Hz),β(13～30 Hz),θ(0. 5～4 Hz)这3个频段的脑电波,计算脑电合并指标(θ+α)/β;然后,运用瑞典行业疲劳问卷(SOFI),比较驾驶员执行驾驶任务前后的疲劳状态,分析心理测量和脑电测量结果的回归拟合效度。结果表明:在高速公路复杂驾驶任务中,驾驶员脑电合并指标(θ+α)/β呈现下降趋势,同时,(θ+α)/β与驾驶员主观疲劳程度有显著的正向拟合关系,拟合解释率达50%;脑电指标(θ+α)/β可实时预测驾驶员主动疲劳状态。     

冒险行为下人的生理参数变化特征研究

为探究工人的冒险行为,以减少高处坠落事故的发生。首先在实验室搭建模拟高处作业的平台,然后利用ErgoLAB软件采集被试的皮温、皮肤电活动(EDA)、呼吸、脉搏等生理指标,最后运用SPSS软件作相关性分析,找出冒险行为前后发生显著变化的生理参数,并阐明其变化特征。结果表明:在冒险行为发生时,被试的皮肤电导平均值增大、皮肤电导水平显著上升;心率节奏随时间的变化显著加快;呼吸频率离散程度减小;皮温略有上升,但偏离均值的程度显著变小;被试各项生理参数的变化均与性别无关。     

火灾情境下认知生理反应与建筑物疏散标识优化研究

为研究火灾环境中人的认知生理变化规律,在心理实验室常规环境与受限空间火灾情境模拟中,分别运用E-Prime软件,对样本的心算、简单颜色、复杂颜色认知反应和心电生理反应进行了对照研究。结果表明:1)受限空间中的心算反应错误率高于心理实验室的测试结果,复杂颜色反应的错误率低于心理实验室的测试结果,两项目的反应时均值配对t检验均存在显著差异,简单颜色测试项目的错误率与反应时均值在对照试验中的变化均不显著;2)75%被试在情境模拟试验中的心率变化明显,配对t检验达到显著水平,15名被试心电图有小幅波动但波段振幅范围正常,5名被试出现轻微房颤与心律失常症状;3)基于人的认知生理反应规律,在建筑物现有疏散标识体系的基础上,提出了增设局部疏散标识的建议。     

基于眼-脑生理指标的大型地下洞室驾驶员疲劳演化特征研究

为保障大型地下洞室驾驶安全，提出眼动和脑电双模态驱动的大型地下洞室驾驶疲劳评价方法，探究驾驶员疲劳演化特征。首先，根据实地数据设计大型地下洞室模拟场景，利用驾驶模拟技术开展驾驶试验，实时采集驾驶员的眼动和脑电数据；其次，对数据进行分段处理，基于格拉布斯准则剔除眼动异常数据，通过快速傅里叶变换分解出脑电节律，构建脑电疲劳指数模型；最后，开展不同区段下驾驶员平均瞳孔直径、眨眼持续时间、眨眼频率及θ、α、β节律等指标的差异性分析，以平均瞳孔直径和脑电疲劳指标F为参量，提出基于模糊综合评价的驾驶疲劳度量方法。结果表明，驾驶员的视觉疲劳出现明显早于精神疲劳，而精神疲劳可以更精确地体现影响驾驶状态的内在疲劳。相较于地上路段，驾驶员在大型地下洞室中的疲劳累积更快，呈现反复、波动式上升，且其综合疲劳程度在中后段达到峰值，之后受洞口光亮刺激在末段减弱。