綜采工作面照度對人反應時間及可靠度的影響實驗研究

馬召輝 耿進軍

摘 要 良好的光環境是降低事故發生率和保護作業人員的視力及人身安全的重要保障。運用舒爾特量表，從平均反應時間和失誤次數兩個方面，對人在不同照度下的反應時間和操作可靠度進行了研究。照度對人視覺反應時間和操作可靠度存在著顯著的影響，其影響規律符合邊際遞減效應。眩光污染會對人視覺識別和判斷產生干擾，因而導致反應時間增加和操作可靠度下降。

關鍵詞 照度;反應時間;可靠度

引言

照度對人視覺反應時間和操作可靠性影響的研究[1-2]。運用舒爾特量表，從平均反應時間和失誤次數兩個方面，對人在不同照度下的反應時間和操作可靠度進行了研究[3]。用Spss對實驗數據進行分析處理，對失誤次數進行統計分析并計算出相應的操作可靠度。

1試驗設計

1.1 試驗環境

為了模擬煤礦井下暗環境中不同局部照度水平對礦工注意力及操作可靠度的影響，實驗于晚上8：00-10：00在安靜的暗室中進行，環境溫度22℃，濕度50%。暗室中無一般照明，符合井下綜采工作面環境照明狀況。試驗過程中選擇照度為單一變量，通過調節熒光燈改變局部照明的照度值，模擬綜采工作面不同局部照明環境狀況[4]。

1.2 試驗對象

為保證實驗數據的準確性，本試驗選取30名礦工作為被試者，被試者在整個試驗過程中都主動配合，無厭煩情緒。所選被試者均身體健康，視力或矯正后視力正常，無色盲色弱現象。試驗前對被試者進行視覺疲勞問卷調查，結果發現：30名被試者調查問卷得分均小于16分，即無視覺疲勞現象。

1.3 試驗儀器

舒爾特表是神經醫學家舒爾特發明的，是全世界范圍內最簡單、最有效也是最科學的注意力測量及訓練方法。試驗時選用難易程度適中的6*6舒爾特方格，格子內任意排列1～36的共36個數字，快速的按1～36的順序依次點擊出其位置，記錄試驗所用時間及出錯次數，數完36個數字所用的時間越短，則說明被試者注意力水平越高。

2試驗過程

試驗1～6連續進行6天，每個試驗30名被試者單獨進行，并保證室內安靜。試驗均在人體生理周期相似的時段內（晚上8：00—11：00）完成;試驗進行15min的照明適應，盡量保證樣本對試驗環境照度的相同性和平等性。每天除試驗環境照度發生變化外，每個試驗參與試驗人員、環境溫度、環境濕度相同。

（1）試驗1（無局部照明，手機屏幕照度值約1 Lx）。

適應階段：試驗前被試者坐在測試位置前，在小室內的試驗照度下適應15分鐘，為被試者宣讀指導語，使其正確理解實驗要求;

正式試驗：被試者眼睛距表30～35cm，視點自然放在表的中心，點擊開始進入試驗測試，在所有字符全部清晰入目的前提下，按順序找全所有字符。測試結束后試驗者記錄下被測試人員的反應時間和操作失誤次數。每名被試者在同一照度下完成三次測量，期間被試者看完一個表后，眼睛稍作休息，不要過分疲勞。

（2）試驗2～6。具體步驟和要求同試驗1，只是局部照明的照度逐步增大，依次為10 Lx，30 Lx，60 Lx，150 Lx，300 Lx。

（3）試驗數據統計及處理

用Excel表對反應時間和失誤次數進行初步篩選和整理，處理成適合SPSS軟件分析的格式，然后用SPSS軟件進行統計分析。

3試驗數據分析

3.1 反應時間的單因素方差分析

以照度作為自變量，平均反應時間作為因變量，通過SPSS對各變量因素進行方差分析。

（1）方差齊次性檢驗

經levene檢驗，輸出的顯著性P值為0.141，大于0.05，因此認為各組的總體方差相等。進一步做方差分析，方差檢驗F=10.124，對應的顯著性Sig.=0.000，小于顯著性水平0.05，因此我們認為6組中至少有一個組與另外一個組存在顯著性差異。

（2）LSD多重比較

用LSD法對因變量進行兩兩比較。組與組之間顯著性Sig. 小于0.05，則說明這幾組之間的差異顯著。

3.2 失誤次數的統計分析

（1）操作可靠度計算

統計不同照度下每組試驗中被試者的失誤次數，用失誤次數總和除以每組試驗下的操作次數2160，得到失誤率（F）;用1減去失誤率，得到被試者的操作可靠度（R），結果見表1。

4結束語

統計分析試驗數據，得出了以下主要結論：

（1）照度對人視覺識別性的影響存在著邊際效應，在0～150 Lx內，人的視覺反應時間隨著照度值增加而顯著降低，操作可靠度隨著照度值增加而提高，超過60 Lx后變化不再顯著。

（2）照度值達到50～150 Lx時，平均視覺反應時間在36 S以下，人的視覺反應時間達到優良水平。所以工作面中的局部照明照度保持在50 Lx以上，有利于提高工人視覺辨識力、及時發現和識別周圍環境中的不安全因素，并作出反應，保障工人的作業安全。

參考文獻

[1] 龐蘊凡.視覺與照明[M].北京：中國鐵路出版社，1993.

[2] 郭燕，施喜書，周瑜.煤礦井下照明的分析與研究[J].煤炭工程，2013， （S2）：128-129.

[3] 胡敬朋.綜采工作面人-機-環境系統可靠性研究[D].合肥：安徽理工大學，2005.

[4] 景國勛，彭信山，李創起，等.基于光環境指數綜合評價法的綜掘工作面照明環境評價[J].安全與環境工程，2012，19（03）：41-44.