汪 琨,周曉宏

安徽工程大學管理工程學院，安徽蕪湖,241000

安全標志是為表達特定安全信息，并由邊框形狀、安全色、圖形符號或文字構成的一類標志[1]。作為防范安全生產(chǎn)事故的最后一道防線，安全標志適時提醒著人們在公共場所、工廠企業(yè)、建筑工地等區(qū)域注意安全，有效避免危險源所帶來的傷害，而它的失效可能直接導致安全生產(chǎn)事故的發(fā)生[2]。

目前，已有許多國內外學者對基于特定條件下的安全標志有效性進行研究。其中，一部分學者針對安全標志自身屬性進行研究，如安全標志的顏色、圖標、輔助文字等[3-5]。少部分學者開始轉向研究人的因素對安全標志的影響，如人的情緒、年齡、腦部缺陷等[6-8]。然而，針對腦力負荷對安全標志識別的影響問題，尚未有人研究。在日常生活中，不僅人的安全意識不足與物的不安全狀態(tài)是造成安全生產(chǎn)事故的主要原因[9]，也有由于標志本身信息過載，使人們難以立即理解以及迅速做出正確反應而導致不安全行為[10]。工作步驟的復雜性和工作任務的多樣性，決定不同的腦力負荷水平，進而影響對標志的正確處理也是其中一個重要因素[11]。如航空領域數(shù)據(jù)表明：60～90%的飛行事故及事故征候是由于飛行員工作任務漸重,使其腦力負荷超出自身能力范圍[12]，導致操作飛行界面時信息輸入、分析失誤從而決策錯誤造成的[13]。隨著社會的發(fā)展，腦力勞動創(chuàng)造價值所占的比重增加，研究人們的腦力負荷問題越來越重要。研究腦力負荷對于標志的設計、改進以及預防安全生產(chǎn)事故的發(fā)生具有重要意義。

腦力負荷是一個涉及作業(yè)要求、時間緊迫程度、作業(yè)者的能力水平、行為表現(xiàn)、主觀努力程度及其他因素的多維度的概率表征[14]。目前國內外學者已提出多種腦力負荷評價測量的方法，大體可分為四種：主觀評價法、主任務測量法、次任務測量法、生理測量法。李曼認為主觀評價法在國內的應用相較于其他的測量方法，具有較好的信度及效度[15]32。因此筆者將采用主觀評價法中的NASA-TLX量表(美國國家航空航天局任務負荷指數(shù))來評估腦力負荷大小。

本文以不同的腦力負荷條件下，完成安全標志識別任務的識別率和識別反應時間，來分析腦力負荷對安全標志識別的影響，以及識別率及識別反應時間的性別差異。

1 安全標志識別率試驗研究

1.1 安全標志信息量分析

在進行安全標志識別率試驗之前，應根據(jù)安全標志所含信息量大小進行選擇。根據(jù)信息論的觀點，信息量是量度信源的信息多少的一個物理量[16]，它從數(shù)量上反映具有確定概率的事件發(fā)生時所傳遞的信息的多寡。事件中的信息量與事件發(fā)生的概率密切相關。事件出現(xiàn)的概率越小，則事件中包含的信息量就越大，就存在很多不確定性，例如如果事件是不可能發(fā)生的，即發(fā)生概率為0，則它將有無窮的信息量；如若事件是必然的，即發(fā)生的概率為1，則它傳遞的信息量應為零。

本測試通過了解人們在無特殊限制的情況下，對安全標志所含信息的理解程度，來測量安全標志的信息量。采用計算機演示和問卷的方法進行測評。先隨機選擇20名高校大學生(其中男女各10名，平均年齡為25.4歲)作為安全標志信息量的測試對象，體檢表明皆身體健康，精神狀態(tài)良好，沒有視覺功能障礙，且先前沒有做過相關試驗。調查者首先對《安全標志及其使用導則》[1]中的103個安全標志(40個禁止標志，39個警告標志，16個指令標志，8個提示標志)通過圖形處理軟件進行處理，整理出畫質清晰、尺寸相同的標志圖片，并將其放映在投影儀屏幕上。對于沒有任何疑義的標志，其定義為“信息量為零”，被調查者則需在問卷相應位置填寫“1”；對于有疑義的標志，則被調查者根據(jù)自身的理解程度在問卷相應位置內以“0～1”為范圍進行填寫。由于測試時間長，任務重，為避免被調查者產(chǎn)生疲勞及厭倦情緒，被調查者在第40和第79個標志測試完成后分別休息5 min。

對被試的20份問卷進行整理，并進行初步篩選，最終實際有效問卷為15份。計算所有被試對每個安全標志信息量的算術平均數(shù)，可得出其中信息量最高的50個安全標志。其中，禁止標志為25個、警告標志為19個、指令標志為2個、提示標志為4個,具體如表1。

表1 安全標志及其平均信息量材料

1.2 試驗對象

另外隨機選取40名(其中男女各20名)在校大學生，年齡為21～22歲(平均年齡為20.65歲)，且受教育程度一致。體檢表明皆身體健康，精神狀態(tài)良好，沒有視覺功能障礙，先前均沒有做過類似試驗。

1.3 試驗假設

通過試驗來證明：(1)腦力負荷會降低安全標志的識別率。(2)腦力負荷會增加人對安全標志識別的反應時間。(3)在腦力負荷同等的情況下，男性的識別率高于女性。(4)在腦力負荷同等的情況下，男性的反應時間短于女性的反應時間。

1.4 試驗過程

本試驗分為3部分，并且根據(jù)試驗需要，將上述40名試驗對象隨機分為兩組(正常組,課前測試;負荷組,兩節(jié)課后測試)，每組男性、女性各10名，試驗地點為計算機房。

首先交代試驗中的注意事項，正常組需填寫NASA-TLX量表[15]42，此量表用來測量被試的腦力負荷，而負荷組則需在兩節(jié)課(財務管理計算機實驗課)后填寫該量表。

該量表分為6個條目，分別為：心智需求、體力需求、時間需求、努力程度、業(yè)績水平和壓力。每個條目記0～20分，以一條20等分的直線表示，直線的兩端分別表示低、高等字樣。被試者根據(jù)實際工作時間，在代表每個條目的直線的相應位置做標記。除業(yè)績水平外，其余5個條目從左至右均為負荷逐漸增加，業(yè)績水平從左至右為好到差，即業(yè)績水平越好，負荷越低，其得分就越低。然后采用兩兩比較法，將6個條目進行兩兩配對，共可組成15個對子。要求被試者選出每對中認為對總腦力負荷關聯(lián)更為密切的那一條目。被試者根據(jù)每一條目被選中的次數(shù)確定該條目對總腦力負荷的權重?？偰X力負荷值為6個條目的加權平均值。

隨后兩組進入機房，每人一臺計算機，并需打開面前計算機的E-prime心理實驗專用軟件編程(該軟件可記錄每題得分和答題速度)，此時計算機顯示屏上會出現(xiàn)上述測試所選取的50個信息量較高的安全標志圖形，每張圖形下方有A,B,C,共3個選項，分別為正確含義、基本正確含義、錯誤含義[17]。所對應分值分別為2分、1分、0分。被試則需在軟件中選擇主觀認為是該安全標志含義的選項。該測試總分為100分，最低為0分。

最后，被試需繼續(xù)對上述信息量較高的安全標志的標志特性[18]進行測試。此時，投影屏將對這50個安全標志依次播放，被試需觀察完每張標志后，在問卷中對此標志的5個特性進行打分。該問卷中的5個特性分別為熟悉性、具體性、簡明性、明確性、語義接近性。每個標志特性的得分取值為0～10分，程度依次升高，即10分表示完全同意，0分則表示完全不同意。

2 試驗結果

2.1 兩組腦力負荷分值

通過兩組被試在試驗前填寫NASA-TLX量表，得出每組的腦力負荷分值。結果表明，負荷組在通過兩節(jié)課后的腦力負荷平均分值高于正常組3.162分，且每組別女性的腦力負荷要低于同組別的男性。正常組中男性腦力負荷最高分為10.78，女性腦力負荷最高分為9.38。負荷組中男性腦力負荷最高分為16.32，女性腦力負荷最高分為14.66。兩組腦力負荷得分具體見表2。

表2 兩組腦力負荷分均值

2.2 兩組標志識別率及反應時間

2.2.1 正常組的識別率及反應時間

正常組男女性別對安全標志識別率與反應時間的差異。本組中，男性的識別率相對于女性較高且反應時間相對于女性較短。其中男性識別率平均為65.8%，反應時間平均為3 823.62 ms。女性識別率平均為64.8%，反應時間平均為4 826.76 ms。正常組的平均識別率和反應時間分別為65.3%、4 325.19 ms。

2.2.2 負荷組的識別率及反應時間

負荷組經(jīng)過兩節(jié)課后，與正常組相比，標志識別率降低，反應時間變長。男女性別對安全標志識別率及反應時間差異在負荷組中也有表現(xiàn)：男性識別率平均為64.6%，反應時間平均為7 079.96 ms；女性識別率平均為63.2%，反應時間平均為8 459.57 ms。負荷組的平均識別率和反應時間分別為：63.9%、7 769.77 ms。

2.2.3 兩組的識別率及反應時間結果對比

圖1為正常組與負荷組的識別率與反應時間散點圖。如圖所示，正常組的識別率分值稍高于負荷組。其中，正常組的數(shù)值分布較為集中，多數(shù)處于腦力負荷為8～10，識別率為0.4～0.7區(qū)間內，識別率分值最高者出現(xiàn)在該組為0.78分；負荷組數(shù)值分布則較為分散，識別率分值最低者在本組為0.32分。負荷組的反應時間高于正常組，其中反應時間最長者出現(xiàn)在負荷組為12 448.1 ms，反應時間最短者則出現(xiàn)在正常組為752.78 ms；總體上看，正常組的反應時間隨腦力負荷的增大而漸短，負荷組的反應時間則與腦力負荷的增加無相關關系，但大體上，負荷組的反應時間隨腦力負荷的增加而延長，且隨著增加呈平緩趨勢。

2.3 不同腦力負荷下的標志特性分析

為進一步研究不同腦力負荷程度下對5個標志特性影響的差異性，通過SPSS 18.0軟件對試驗所得兩組五維標志特性評價數(shù)據(jù)進行獨立樣本T檢驗差異分析。結果顯示，熟悉性中兩組數(shù)據(jù)差異不顯著(t(38)=1.412,p=0.166)、正常組的具體性數(shù)據(jù)顯著大于負荷組(t(38)=2.228,p=0.032)、正常組的簡明性數(shù)據(jù)顯著大于負荷組(t(38)=2.178,p=0.036)、正常組的明確性數(shù)據(jù)邊緣顯著大于負荷組(t(38)=1.956,p=0.058)、正常組的語義接近性數(shù)據(jù)顯著大于負荷組(t=(38)=3.199,p=0.003)。表明腦力負荷對標志的熟悉性的影響并不顯著，可能是由于在上述安全標志信息量分析中，選取了信息量較高且并不常見的50個安全標志。腦力負荷對標志的具體性、簡明性、明確性、語義接近性的影響較為顯著，因此本文在剔除了標志熟悉性后，對余下4個標志特性進行相關性分析。

圖1 識別程度散點圖

由表3可知，除標志熟悉性以外，其余4個標志特性之間均存在顯著的正相關關系，即其中一個標志特性的變化會引起其他標志特性的正向改變。結果表示，最強的相關性來自簡明性與明確性(r=0.945)，相關性稍低的為具體性和簡明性(r=0.908)，最弱的相關性則是具體性與語義接近性(r=0.722)。

表3 標志特性皮爾遜相關系數(shù)值

2.3.1 正常組的標志特性分值

由表4可知，正常組中，5個標志特性中禁止標志所反映的安全標志簡明性分值最高，為6.346。最低則為提示標志所反映的安全標志熟悉性，分值為4.563。在禁止標志中，反映較差的是標志明確性為5.956。警告標志中，分值較高的是標志簡明性為6.229，分值較低為標志熟悉性為5.768。指令標志中，標志特性反映較好的是安全標志語義接近性為6.175，反映較差的是標志熟悉性為5.150。提示標志中，分值較高的是標志具體性為5.375。

表4 正常組的標志特性分值統(tǒng)計

2.3.2 負荷組的標志特性分值

負荷組的標志特性分值可由表5得知。安全標志特性最高分值為禁止標志所反映的標志簡明性為5.698，最低分值為提示標志所反映的標志語義接近性為4.025。禁止標志中，分值較低為標志語義接近性為4.966。警告標志中分值較高為標志明確性為5.276，分值較低的是標志語義接近性是4.579。指令標志反映較好和較差的標志特性分別為明確性5.700和語義接近性4.675。提示標志中分值較高的是標志簡明性為4.725。

表5 負荷組的標志特性分值統(tǒng)計

3 結 論

(1)試驗結果表明：作業(yè)強度的提高必然會使腦力負荷增加。超出人們腦力負荷承受范圍時，腦力負荷會影響標志的識別率及反應時間?？赡苁怯捎谶^高的腦力負荷降低了人們的應變能力而增加了其緊張程度，進而降低其識別能力。因此，適量的腦力負荷是完成安全標志的正確識別所必需的，但過高的腦力負荷將會影響作業(yè)人員對安全標志的正確識別，進而影響其作業(yè)安全及身心健康。作業(yè)者在適當腦力負荷下，完成作業(yè)任務的績效會達到最佳程度[19]。有效控制勞動者的腦力負荷并使之處于適當?shù)乃綄ΡＷo作業(yè)者健康，提高作業(yè)功效具有十分重要的意義[20]102。

(2)在工作量等同增加的情況下，男性的腦力負荷高于女性?？赡苁怯捎趥€體成長過程中，家庭、學校、社會對個體性別的思維意識產(chǎn)生潛在的影響[21]，因此導致對安全標志有不同的識別程度：男性在安全標志識別率上優(yōu)于女性，識別速度方面快于女性。因此男性比女性有更好的處理腦力負荷的能力，從而使得男性對安全標志有更好的識別能力。肖元梅認為從性別的角度來看，男性腦力負荷總體顯著高于女性，進而導致男女不同的工作能力[20]104。

(3)根據(jù)試驗結果顯示，無論腦力負荷程度如何，簡明性都是使人們對安全標志易于識別的主要原因。Bruyas等認為設計越簡單越利于人們對標志的識別[22]。而隨著腦力負荷程度增加，人們對安全標志傳遞的語義接近性感知水平下降，是造成人們對安全標志識別能力降低的主要因素。使用簡單、概括的語言傳送特定信息的標志是現(xiàn)代人克服文字障礙的重要視覺符號[23]。

4 建 議

(1)腦力負荷會對安全標志識別率與反應時間有所影響。隨著腦力負荷的增加，總體會降低人們對安全標志的識別能力，但在一定水平下的腦力負荷則對安全標志的識別能力影響較小。因此在日常安全作業(yè)中，為避免腦力負荷影響作業(yè)人員對安全標志的正確理解及決策，當人們腦力負荷過重時，應采取措施降低其腦力負荷，如減少工作環(huán)境中無關的標志牌、廣告牌、規(guī)范對安全標志的使用等；而當腦力負荷較輕時，應適當提高其腦力負荷，如作業(yè)人員上崗前應仔細檢查工作環(huán)境安全隱患、合理規(guī)劃好每日工作內容等，從而減少安全事故的發(fā)生。

(2)本文僅研究了不同性別的腦力負荷差異。在今后的研究中，應當進一步考慮其他因素對腦力負荷程度的影響，以便完善對標志的設計工作。

(3)對安全標志的語義接近性無法正確理解，是腦力負荷較重的人群對標志識別能力下降的主要原因。但隨著腦力負荷加重，對標志的熟悉性、具體性、簡明性以及明確性的信息傳遞也有所影響。因此，在今后的研究中應該進一步對此進行分析討論。