人机交互型VDT持续作业自适应工间休息制度

为提高人机交互型视觉显示终端(VDT)持续作业的绩效和可靠性,利用试验方法,研究工间休息制度。通过作业特征分析,设计作业疲劳评价指标体系和心算试验;应用模糊统计方法,结合最小模糊熵原理,确定并优化疲劳模糊子集在时间论域上的隶属函数;构建模糊综合评价模型评估绩效时间拐点的作业疲劳值,结合任务难度相对系数确定绩效时间拐点的作业总负荷值;最后通过对比试验检验方法的有效性。结果表明:用模糊综合评价模型能有效测评作业疲劳,作业者仅需主观评价任务难度相对系数就能自主决策是否进入工间休息,方法操作简单,对作业干扰小。     

基于疲劳模式识别的VDT作业工间休息机制*

为保障作业人员身心健康和作业效率,运用E-Prime软件模拟认知性VDT持续作业,通过方差分析提出作业疲劳综合评价指标体系,并使用客观绩效指标和生理指标作为输入变量,主观疲劳综合指数作为输出变量,训练BP神经网络,对作业疲劳进行模式识别;提出认知性VDT持续作业工间休息机制。结果表明:通过正确反应时间、注视时间、瞳孔直径、眨眼频率4项指标,对VDT持续作业疲劳进行模式识别的结果可信度较高。因此,基于上述4项指标提出的工间休息机制客观有效。     

不同休息方式对缓解监控作业疲劳的作用研究

为探讨消极休息与积极休息对缓解监控作业疲劳的作用,在分析监控作业特点基础上,利用计算机语言编程模拟监控作业,设计两个主实验分别从主观评价及生理心理指标测量等方面对被试者在采用不同方式休息前后的疲劳指标进行测量,并对数据进行差异性分析。实验数据分析结果表明:日常工作和生活中大家较多采用的消极休息方式能够在有限时间内较好缓解监控作业疲劳,以小强度运动为主的积极休息方式也能够较好地起到缓解监控作业疲劳的效果。但经过同样时间、同样强度的监控作业后,在相同短的休息时间内,采用积极休息方式比采用消极休息方式对于缓解监控作业疲劳更有效。     

人机交互型VDT持续作业任务自适应分配方法的试验研究

为提高人机交互型视觉显示终端(VDT)持续作业的绩效和安全性,需考虑作业过程中的工间休息制度,避免疲劳作业。结合持续操作测试(CPT)任务范式和Go-Nogo反应范式,设计模拟人机交互型VDT持续作业的试验。根据试验数据分别对心理努力、任务主观难度、眼睛疲劳等11个指标进行方差分析,构建了人机交互型VDT持续作业负荷主观评价指标体系。训练BP神经网络,识别作业负荷模式,建立了人机交互型VDT持续作业任务自适应分配模型。结果表明:通过任务主观难度、眼睛、颈部、肩部、腰部、手腕疲劳度6个指标,对人机交互型VDT持续作业负荷进行模式识别,其结果可信,且对实际作业干扰性非常小;作业任务自适应分配模型能根据作业者负荷模式合理安排工间休息,保障作业者的健康,提高作业效率和安全性。     

合理构建视频显示终端(VDT)作业疲劳工间休息制度

为了减少VDT(视频显示终端)作业对操作者健康的负面影响,合理地安排工作和休息时间以及设计良好的工作环境有助于减轻、缓解或消除VDT作业的疲劳。通过多项VDT数据输入作业实验,依据作业者作业能力变动的规律性,对不同类型的VDT作业者可能需要设置不同的工间休息制度。经过对实验数据的分析,数据输入的工作主要是信息接受和信息输出,属于事务性脑力劳动。只要合理地安排工作和休息时间以及设计良好的工作环境,就可以减少VDT对眼睛、骨骼及肌肉的疾患发生。     

记忆负荷对警戒工效影响的ERP研究

使用事件相关电位的研究方法,以警戒绩效和信号事件引起的大脑诱发电位为指标,要求12名被试在2组记忆负荷条件下进行警戒作业,通过分析绩效指标和脑电指标的变化来探讨记忆负荷对警戒工效的影响及作用机制。结果表明,随记忆负荷增加,操作人员的识别效率明显下降,对信号的反应准备期出现延迟,警戒的强度和持续性均开始衰退,最终造成警戒工效的下降和人因失误的发生。作业中的记忆负荷不可能完全消除,但可以通过优化操作系统和界面的设计来降低操作过程中的记忆负荷,同时注意控制整体的工作负荷,对特殊岗位还可以监控操作人员的警戒状态,适时调节觉醒水平。     

噪声对建筑施工人员作业疲劳影响实验研究

为了研究噪声对建筑施工人员作业疲劳的影响,设计噪声作业生理实验。先通过建筑施工作业疲劳分析确定疲劳测量生理指标,再通过施工作业现场噪声测量确定实验中作业环境噪声等级分类。根据实验中被试者心率指标变化率及作业疲劳自我评价量表对噪声作业疲劳程度影响进行分析,结果表明,施工人员作业疲劳受噪声影响;持续作业15min后噪声对施工人员作业疲劳程度影响显著;作业疲劳程度与作业环境中噪声值成正相关关系;施工人员作业后疲劳恢复程度不受作业环境噪声值大小影响。     

时间压力视角下人格特征与VDT视觉搜索绩效的关系及形成机理*

为合理选拔和培训特定情境下的视觉搜索安检人员,从时间压力视角分析大五人格特征与视觉显示终端（visual display terminal,VDT）的视觉搜索绩效的关系。通过变量分析和设计,提出VDT视觉搜索绩效影响因素理论模型;运用Visual Studio设计实验模拟视觉搜索安检任务,采集绩效及眼动数据;最后进行有中介的调节模型检验。研究结果表明:不同人格特征的VDT视觉搜索绩效存在差异;所有人格特征的搜索策略随机指数随时间压力的增加而降低,但调整强度在不同人格特征之间存在差异,严谨性人格调整幅度最大;时间压力通过搜索策略的中介作用（部分）间接调节人格特征与VDT视觉搜索绩效的关系;较高和较低时间压力下,严谨性人格通过有效的搜索策略调整,绩效最好;中等时间压力下,开放性人格的绩效最好。研究结果可为视觉搜索作业人员的选拔和培训提供理论依据。     

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。     

基于多生理信号的飞行警戒疲劳检测

为预防事故发生,保障飞行安全,提出一种基于多生理信号和支持向量机(SVM)的飞行警戒疲劳检测方法,识别飞行员飞行警戒中的疲劳状态。首先,研究疲劳评价与检测方法,并基于自主开发的飞行警戒测试系统与多导生物反馈仪和眼动仪搭建试验平台;然后,采集飞行警戒作业中的心电、眼动、呼吸等多生理信号和主观疲劳自评值;再次,通过配对样本的非参数检验,提取敏感生理指标,并以此作为特征向量,通过机器学习训练,构建基于多生理信号和SVM的疲劳检测模型;最后,依据受试者工作特征(ROC)曲线和模型准确率,对比分析各疲劳检测模型的效果。结果表明：在飞行警戒疲劳状态下,作业者的多项生理指标均有显著变化;心电、眼动和呼吸等多生理信号融合较单一信号的疲劳检测效果好,其ROC曲线下面积为0.802。基于高斯径向基核函数(RBF)构建的疲劳检测模型训练及预测准确率可达93%和87.50%。基于多生理信号和SVM方法可以实现对飞行警戒疲劳状态的检测。     

基于空天地三维数据的尾矿库安全监管技术研究

为提高尾矿库安全状态,解决当前尾矿库监管难度大、代价高、盲区多的现实问题,以四川省盐边县小水井尾矿库为研究对象,采用高分遥感、无人机和三维激光组成的空天地三维数据,建立多层级、多精度三维数据的协同流转模式,通过周边关系分析、关键指标检查、防排洪验算、稳定性分析和溃坝模拟等手段,提供了尾矿库风险管控与定量化评价的参数,研究结果表明:该技术可有效提升尾矿库安全监管的技术能力,有助于促进运营方和监管者建立尾矿库监测-预警-避灾-救援工作体系。     

基于紧凑拉伸试验的含缺陷燃气管疲劳寿命预测分析

为分析预测含缺陷燃气管道的疲劳寿命,实现燃气管道分类分级监测和维护。在理论分析含缺陷管道疲劳寿命预测模型的基础上,通过MTS电液伺服疲劳试验机测试获得同一应力比下4种不同应力强度因子的疲劳裂纹扩展速率,进而构建含缺陷燃气管道疲劳寿命的实用模型。以安徽淮南天然气二气源管道工程实际参数为例,预测分析类似条件下含缺陷燃气管道的疲劳寿命,为燃气管道监测维护与分类分级管理提供可靠依据。结果表明:管道的疲劳寿命与裂纹深度变化近似成线性关系,与内压幅值变化近似成指数为负的幂函数关系,且管道输送压力变化幅值不应超过1.5 MPa。     

国内尾矿库物理模型试验研究现状分析*

为提高尾矿库物理试验的科学性与可靠性,采用文献资料收集与分析方法,对国内尾矿库物理模型试验的研究现状与主要成果进行梳理和归纳;总结试验模型存在的问题与不足。结果表明:溃坝机理试验主要研究了管涌渗透、洪水漫顶、地震作用下的溃坝及其演化过程;下游演进试验主要揭示了溃坝过程中泥深、冲击力、流速、泄砂量、淹没范围等时空分布规律;稳定性评价试验主要利用物理试验得到的浸润线位置、尾砂沉积分布等数据建立数值模型,对尾矿库筑坝过程、不同工程状况下的稳定性进行分析;防护试验主要对坝体加筋及拦挡坝防护效果等进行研究。从溃坝机理与过程、溃坝主要影响因素、溃坝下泄物运移过程、物理模型设计和构建、监测技术和手段等方面提出相应的研究建议,供研究学者参考借鉴。     

驾驶机舱LED灯光色温与人员警觉度关系仿真实验研究

为了探讨驾驶机舱内LED灯光色温与人员警觉度的联系,在A320模拟驾驶舱内设置2 500～2 700 K,3 000～3 200 K,6 000～6 500 K 3种不同色温的LED灯光环境,采用卡斯罗林嗜睡量表（KSS）、闪光融合临界频率仪（CFF）、视觉舒适度评分量表（VCS）,对5名被试人员在不同灯光环境的疲劳程度和视觉舒适度进行实时测量。针对测量结果,采用方差分析及描述性统计的数据分析方法,评价被试人员于不同灯光环境下的疲劳程度、视觉舒适度的差异性及变化情况。研究结果表明:高色温LED灯光环境下,人员的主观嗜睡感受及客观疲劳感受较低,且有着较低的疲劳感受增长率;高色温LED光源下人员的视觉舒适度也较高;增高LED灯光色温可一定程度上提升人员的警觉性。     

消防员运动性疲劳监测量表的评价

为了预防战训损伤,利用消防员运动性疲劳监测量表,研究评价消防员训练疲劳。通过基层消防救援队伍量表数据的统计分析,探讨量表的题目编制,包括题目区分度分析和辨别力分析,检验量表的信效度,进而构建量表的参考常模,评价消防员疲劳等级及类型。研究结果表明:量表题目及结构符合标准,根据量表得分确定消防员是否疲劳,并将消防员疲劳划分为轻度疲劳、过度疲劳2个等级,以及应激过度主导和恢复不足主导2个类别,从而有效监测消防员战训情况,提高消防救援队伍战斗力。     

高地应力软岩隧道初期支护优化研究*

为研究边墙曲率、支护参数等因素对高地应力软岩隧道变形控制的效果,以大瑞铁路营盘山隧道为工程背景,结合现场监测数据,建立有限元模型,分析不同边墙矢跨比及初期支护参数对隧道变形的影响,借此得到合理的初期支护参数。结果表明:原有支护结构中“直边墙”对于隧道水平方向变形与压力抵抗能力较弱,当边墙曲率调整至0.12后,支护结构的受力和变形情况得到明显改善;初期支护参数中锚杆参数对于隧道变形控制效果较小,增强衬砌的强度可以有效控制隧道的变形;通过围岩-支护特征曲线对优化后的支护方案进行安全评价,发现其安全性能较之前显著增强,现场应用结果也表明支护结构并未出现破坏失稳现象,隧道变形得到有效控制。研究结果对类似工程变形控制及支护方案优化提供一定的参考依据。     

井下支护作业人员颈部肌肉疲劳特性研究*

为探究井下支护作业人员颈部肌肉疲劳受伸张和屈曲角度变化的影响,采用表面肌电法（sEMG）实验模拟测量7种点位角度下,颈部夹肌、斜方肌以及胸锁乳突肌在不同作业频率时的疲劳情况,以积分肌电值(iEMG)及中值频率（MF）评价各肌肉疲劳程度。研究结果表明:低频实验中随点位角度的增大,颈部屈曲活动时,胸锁乳突肌疲劳变化明显,iEMG疲劳前后差值最大为1.55,MF下降率最大为0.60;颈部伸展活动时,夹肌疲劳变化明显,iEMG疲劳前后差值最大为1.59,MF下降率最大为0.59;斜方肌未表现出明显疲劳变化规律。高频实验相较低频实验疲劳发生速度加快,疲劳积累程度显著提升,颈部活动主要肌肉疲劳发生时间由16~19 min提前至13~17 min,各肌肉MF下降速度为低频实验的1~1.55倍。     

基于EEG的有限空间检修工脑疲劳特性研究

为了探究有限空间内检修工在高温高湿状态下的脑疲劳特征,采用对照与模拟有限空间作业环境相结合的方法,对作业人员脑电波变化进行监测,利用傅里叶变换对原波信号进行时频转换,提取相对频率、重心频率等特征参数。研究结果表明:在高温高湿的有限空间环境中,人体脑波功率变化幅度明显变大;在进入疲劳状态时有限空间环境的脑波功率低于对照组;高频的β波在高温高湿环境中减少的比例较大,平均下降7.1%;脑波重心频率由8 Hz降为6 Hz,平均下降11.3%,由α波变为θ波,大脑活动进入疲劳状态。说明有限空间的高温高湿环境对人体脑疲劳具有明显影响,可用于脑电智能穿戴监测设备监测工人脑疲劳状况。     

集合智能安全帽的建筑工人施工安全行为绩效考核及激励机制

为实时监控现场工人不安全行为，有效降低建筑事故发生率，实现主动的安全与组织管理模式，结合基于智能安全帽的施工人员不安全行为监测与管理系统，构建了工人安全行为绩效考核模型并设计激励机制。通过在温银施工项目的应用，进行了现场工人安全行为绩效的横向与纵向对比。研究结果表明:依据现场行为进行监控和绩效考核能够有效地改善工人的安全行为，有助于形成施工现场的安全生产竞争氛围，有助于建筑工地的安全管理。