田水承，梁 清，王 莉，烏力吉，殷雷宇

（1.西安科技大學(xué) 能源學(xué)院，陜西 西安 710054；2.西安科技大學(xué) 安全管理研究所，陜西 西安 710054）

噪聲與礦工行為安全關(guān)系研究及防控對策

田水承1，2，梁 清1，2，王 莉1，2，烏力吉1，2，殷雷宇1，2

（1.西安科技大學(xué) 能源學(xué)院，陜西 西安 710054；2.西安科技大學(xué) 安全管理研究所，陜西 西安 710054）

為了探究噪聲對不同風(fēng)險感知水平礦工個體的安全行為能力的影響程度，明確噪聲引起礦工的生理參數(shù)的變化程度與作業(yè)出錯率的關(guān)系，采用量表與實驗相結(jié)合的方法，將礦工分為風(fēng)險感知水平不同的兩組，分別測試兩組礦工的眼手協(xié)調(diào)出錯次數(shù)與平均心率（MeanHR）、平均皮電反應(yīng)水平（MeanSCL），運用SPSS19.0對所得結(jié)果進(jìn)行了顯著性檢驗。結(jié)果表明對于風(fēng)險感知水平不同的礦工，噪聲對其眼手協(xié)調(diào)出錯次數(shù)增加率的影響與其平均心率變化率、平均皮電反應(yīng)水平變化率呈線性相關(guān)。研究結(jié)論表明噪聲對風(fēng)險感知較低的礦工安全行為能力影響程度較大，對風(fēng)險感知較高的礦工安全行為能力影響程度較小。在此研究基礎(chǔ)上，提出了防控對策。

噪聲；風(fēng)險感知；礦工；心率；皮電反應(yīng)水平

0 引 言

噪聲作為煤礦第一隱形殺手，不僅對礦工身體構(gòu)成嚴(yán)重職業(yè)危害，更為重要的是對礦工安全行為能力構(gòu)成嚴(yán)重威脅。研究表明，噪聲對實驗對象的生理指標(biāo)影響明顯，有噪聲時實驗對象的操作更容易出錯[1]。風(fēng)險感知指的是人們客觀的對風(fēng)險的特征和嚴(yán)重性的主觀判斷，其包含2個因素，決策結(jié)果的不確定性與決策后果的嚴(yán)重性[2]。即當(dāng)人要發(fā)生1個有風(fēng)險的行為動作或者是要做1件有風(fēng)險的事情時，就會考慮所產(chǎn)生后果的可能性有多大，嚴(yán)重性有多大，這就是人對風(fēng)險的感知[3]。

目前關(guān)于噪聲對礦工影響研究主要集中在職業(yè)危害方面，從不安全行為方面研究較少。以色列研究人員對大約6 000名工廠工人進(jìn)行跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)噪聲狀態(tài)下的工人存在短暫的心肌缺血現(xiàn)象，這種生理現(xiàn)象的變化容易導(dǎo)致工人產(chǎn)生人因失誤[4]。Lundberg U等[5]選取在噪聲狀態(tài)下對實驗對象進(jìn)行心率計算，用來研究個體對噪聲強(qiáng)度抵抗的效果，結(jié)果表明心率及主觀用力均產(chǎn)生變化，說明個體對噪聲抵抗較差。Enrico Cagno等[6]通過設(shè)置實驗條件，建立噪聲模型評價職業(yè)噪聲與暴露時間的關(guān)系，通過軟件開發(fā)建立了模型，并在1家報紙印刷廠進(jìn)行應(yīng)用。發(fā)現(xiàn)人暴露在不同噪聲環(huán)境中有不同的影響。PeterG.Kovalchik[7]認(rèn)為過量的噪音會導(dǎo)致不良的口頭溝通和減少認(rèn)識到預(yù)警信號的能力，在這些危險的工作條件下也能產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致職業(yè)性聽力損失等永久性疾病，并且沒有恢復(fù)的可能。田水承，李磊等[8]通過實驗對10名試驗對象進(jìn)行研究，測試出試驗對象在噪聲情景下的個體行為能力。研究發(fā)現(xiàn)，噪聲對試驗對象的生理指標(biāo)影響明顯，有噪聲時試驗對象的操作更容易出錯。程根銀，陳紹杰[9]研究發(fā)現(xiàn)噪聲對人的行為起著嚴(yán)重的負(fù)面效應(yīng)，作業(yè)人員在信息接受與處理過程中，噪聲對人聽覺閾有掩蔽作用，還可以影響人的反應(yīng)時間，使人錯誤判斷外界刺激或者對外界刺激的反應(yīng)有所延遲。

本研究在前人研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究噪聲對不同的風(fēng)險感知水平的礦工安全行為能力的影響程度，提出有針對性的防控措施，為有效降低噪聲危害，提高煤礦安全管理水平提供新思路。

1 量表測量

1.1 量表選定

通過文獻(xiàn)查閱與現(xiàn)場訪談，歸納出影響礦工風(fēng)險感知水平的4個維度分別為：①不安全行為可能導(dǎo)致財產(chǎn)受到損失，如罰款等；②不安全行為可能影響身體與心理，如身體致殘等；③不安全行為可能導(dǎo)致浪費時間，如接受培訓(xùn)等；④不安全行為可能影響集體，如集體受到處罰等。

基于對影響風(fēng)險感知水平的4個維度分析，采用李克特五級量表編制法，編制了包含4個維度8個題目的調(diào)查問卷。

1.2 量表檢驗

1.2.1 樣本概況

選取某大型煤礦為樣本群，發(fā)放初始問卷140份，回收有效問卷124份，問卷有效率為89%.對回收的問卷進(jìn)行信息統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果表明，問卷結(jié)構(gòu)合理，具有一定的區(qū)分度，適合作信效度分析。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析

采用Alpha信度系數(shù)法對問卷信度進(jìn)行分析，Cronbach’s Alpha值為0.716，說明量表信度較好。本次效度檢驗使用結(jié)構(gòu)效度檢驗，采用因子分析法，首先進(jìn)行巴特利球形檢驗和KMO檢驗來進(jìn)行變量間的相關(guān)分析。檢驗結(jié)果見表1.

從分析結(jié)果可知，變量中的大部分信息均能夠被公因子所提取，說明因子分析的結(jié)果有效，形成正式量表。

表1 KMO和Bartlett的檢驗

對量表做因子分析，提取出如下4個維度，分別為工期耗損，身心受傷、財產(chǎn)虧損，集體受損。方差累計率達(dá)到54.663%，具體情況見表2.

表2 旋轉(zhuǎn)后因子負(fù)荷值、各因子特征根、方差及累計方差貢獻(xiàn)率

從分析結(jié)果可知，變量中的大部分信息均能夠被公因子所提取，說明因子分析有效，形成正式量表。

1.3 量表測試

選取30名被試進(jìn)行量表測試，借助PeterandTarpey（1975）在對風(fēng)險感知水平的測量研究時提出的計算公式，計算出礦工的風(fēng)險感知水平。

R=P×S.

式中 R為風(fēng)險感知水平；P為風(fēng)險造成損失的可能性；S為風(fēng)險造成損失的嚴(yán)重程度。

計算出每名被試的風(fēng)險感知水平，并計算出測試礦工的平均風(fēng)險感知水平為11.62，選取20名被試將其風(fēng)險感知水平進(jìn)行高低2個等級劃分。將礦工按風(fēng)險感知水平從大到小依次編號排列，風(fēng)險感知水平值在11.62以上被試作為風(fēng)險感知水平較高個體，反之則作為風(fēng)險感知水平較低個體。

2 實驗測量

2.1 實驗原理

大量實驗研究表明，當(dāng)個體受到外在環(huán)境刺激時，其生理參數(shù)會發(fā)生顯著變化，產(chǎn)生不良情緒，心跳加快，皮膚導(dǎo)電性增大[10]，其中一方面表現(xiàn)就是使人更容易出現(xiàn)操作失誤。本實驗通過構(gòu)建噪聲環(huán)境場景，測試噪聲環(huán)境下風(fēng)險感知水平不同的礦工的生理參數(shù)（平均心率與平均皮電反應(yīng)水平）與操作失誤之間變化規(guī)律，探究噪聲對不同風(fēng)險感知水平礦工安全行為能力的影響程度。

2.2 實驗假設(shè)

H1：噪聲環(huán)境風(fēng)險感知水平較低礦工出錯增加率與生理指標(biāo)變化率較大。

H2：噪聲環(huán)境風(fēng)險感知水平較高礦工出錯增加率與生理指標(biāo)變化率較小。

2.3 實驗儀器與流程

2.3.1 實驗儀器

本實驗選取眼手調(diào)節(jié)器測試眼手協(xié)調(diào)能力，BioLAB人因數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)測試平均心率與平均皮電反應(yīng)水平。

2.3.2 實驗流程

1）實驗前進(jìn)行儀器的連接調(diào)試，檢查儀器完好性。對被試進(jìn)行儀器操作的講解與演示，并讓被試自己操作，直到熟練為止。根據(jù)量表測量結(jié)果將實驗對象分為風(fēng)險感知水平較高組與風(fēng)險感知水平較低組；

2）BioLAB人因數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)電極片連接人體相應(yīng)部位，播放輕音樂，要求被試操作眼手調(diào)節(jié)器，要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)，測試時間為60s，記錄此過程操作出錯次數(shù)以及平均心率與平均皮電反應(yīng)水平；

3）將輕音樂切換為煤礦井下掘進(jìn)工作面錄制的噪聲，其他條件不變的情況下讓被試操作眼手調(diào)節(jié)器，要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)，測試時間為60s，記錄此過程操作出錯次數(shù)以及平均心率與平均皮電反應(yīng)水平。

3 結(jié)果討論

3.1 行為與生理數(shù)據(jù)顯著性分析

運用SPSS19.0軟件對噪聲前與噪聲環(huán)境下眼手協(xié)調(diào)平均出錯次數(shù)增加率、平均心率變化率與平均皮電反應(yīng)水平變化率進(jìn)行獨立樣本T檢驗。

1）對眼手協(xié)調(diào)平均出錯次數(shù)增加率進(jìn)行檢驗，所得結(jié)果見表3.

從表3可知，第一個P=0.011<0.05，說明2個樣本方差是非齊性的，使用第二行數(shù)據(jù)，第二個P=0.011<0.05，說明給予噪聲刺激后，風(fēng)險感知高分組與風(fēng)險感知低分組操作時間增長率有顯著性差異。畫出不同風(fēng)險感知水平被試平均操作出錯次數(shù)增長率折線圖。

表3 獨立樣本檢驗

圖1 噪聲前與噪聲環(huán)境平均出錯次數(shù)增加率Fig.1 Increase rate of average error time under noise/quiet condition

從圖1可知，大部分風(fēng)險感知水平較高被試組被試的平均出錯次數(shù)增加率低于風(fēng)險感知水平較低被試組被試。結(jié)合表3可知，給予噪聲刺激后，

風(fēng)險感水平較高的被試相對于風(fēng)險感知水平較低的被試操作出錯次數(shù)增加率幅度小。

2）對平均心率變化率與平均皮電反應(yīng)水平變化率進(jìn)行獨立樣本T檢驗，所得結(jié)果見表4.

由表4可知，對于心率變化率顯著性檢驗后，第一個P=0.875>0.05，說明2個樣本方差是齊性的，使用第一行數(shù)據(jù)，第二個P=0.030<0.05，說明給予噪聲刺激后，風(fēng)險感知高分組與風(fēng)險感知低分組平均心率變化率有顯著性差異；對于皮電變化率顯著性檢驗后，第一個P=0.629>0.05，說明2個樣本方差是齊性的，使用第一行數(shù)據(jù)，第二個P=0.025<0.05，說明給予噪聲刺激后，風(fēng)險感知高分組與風(fēng)險感知低分組平均皮電反應(yīng)水平變化率有顯著性差異。

表4 獨立樣本檢驗

畫出不同風(fēng)險感知水平被試平均心率變化率折線圖與平均皮電反應(yīng)水平變化率折線圖。

圖2 噪聲前與噪聲環(huán)境平均心率增長率Fig.2 Increase rate of mean HR under noise/quiet condition

從圖2可知，大部分風(fēng)險感知水平較高的被試的平均心率變化率低于風(fēng)險感知水平較低的被試組被試。結(jié)合表3可知，給予噪聲刺激后，風(fēng)險感知水平高的被試相對于風(fēng)險感知水平低的被試平均心率變化率幅度小。

從圖3可知，大部分風(fēng)險感知水平較高被試的平均皮電反應(yīng)水平變化率低于風(fēng)險感知水平較低的被試組被試。結(jié)合表4可知，給予噪聲刺激后，風(fēng)險感知水平高的被試相對于風(fēng)險感知水平低的被試平均皮電反應(yīng)水平變化率幅度小。

圖3 噪聲前與噪聲環(huán)境平均皮電反應(yīng)水平增長率 Fig.3 Increase rate of mean SCL under noise/quiet condition

3.2 生理參數(shù)對安全行為能力的評估

一元線性回歸方程主要研究1個未知隨機(jī)變量與可控制的一般變量之間存在線性相關(guān)關(guān)系，主要步驟是：①提出變量之間線性關(guān)系假設(shè)；②估計線性參數(shù)；③檢驗假設(shè)是否成立[11]。

1）提出假設(shè)。S1眼手協(xié)調(diào)出錯次數(shù)增加率與平均心率變化率有一定的線性關(guān)系。

S2眼手協(xié)調(diào)出錯次數(shù)增加率與平均皮電反應(yīng)水平變化率有一定的線性關(guān)系。

2）選取眼手協(xié)調(diào)平均出錯次數(shù)增加率為自變量，平均心率變化率與平均皮電反應(yīng)水平變化率為因變量，應(yīng)用SPSS19.0軟件進(jìn)行判定，進(jìn)行線性回歸檢驗結(jié)果見表5.

表5 Anova 分析與殘差統(tǒng)計量

從表5中可以看出，P1=0.026<0.05，P2=0.009<0.05滿足顯著性水平分析，說明自變量對因變量解釋部分具有顯著性。S1殘差的均值為0.000 00，S2殘差的均值為0.000 00，所以殘差平均值為0.

圖4 標(biāo)準(zhǔn)化殘差頻率分布Fig.4 Frequency distribution of standardized residuals

圖5 標(biāo)準(zhǔn)化殘差頻率分布Fig.5 Frequency distribution of standardized residuals

從圖4和圖5可知，盡管標(biāo)準(zhǔn)化殘差出現(xiàn)了后尾現(xiàn)象，但是基本滿足正態(tài)分布；

3）通過以上分析，驗證了假設(shè)，說明被試平均心率變化率與平均皮電反應(yīng)水平變化率與眼手協(xié)調(diào)出錯次數(shù)增加率呈線性相關(guān)。

3.3 實驗結(jié)果討論

通過實驗結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)噪聲環(huán)境下風(fēng)險感知水平較低的礦工操作失誤增加率與生理指標(biāo)變化率呈線性相關(guān)，并且操作失誤增加率與生理指標(biāo)變化率較大，驗證了假設(shè)H1.

噪聲環(huán)境下風(fēng)險感知水平較高的礦工操作失誤增加率與生理指標(biāo)變化率呈線性相關(guān)，并且操作失誤增加率與生理指標(biāo)變化率較小，驗證了假設(shè)H2.

4 防控對策

研究結(jié)論表明，生理參數(shù)變化率較大的礦工其操作失誤變化率較大，說明風(fēng)險感知水平較低的礦工容易受外界不良環(huán)境刺激產(chǎn)生不安全行為；生理參數(shù)變化率較小的礦工其操作失誤變化率較小，說明風(fēng)險感知水平較高的礦工不易受外界不良環(huán)境刺激產(chǎn)生不安全行為。針對以上結(jié)論，分別從提高礦工的視聽覺水平、提高礦工的心理認(rèn)知水平以及舒緩礦工心情3個方面加強(qiáng)管控。

1）提高礦工的視聽覺水平。礦工具有良好的視聽覺水平，在噪聲環(huán)境下，一旦出現(xiàn)危險預(yù)兆，礦工將會快速感知到所要發(fā)生的風(fēng)險，就會有意識的停止不安全行為。所以礦工在平時的生活中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)視聽覺的練習(xí)，提高風(fēng)險感知水平；

2）提高礦工的心理認(rèn)知水平。礦工發(fā)生不安全行為，一般都是麻痹僥幸心理所致，通過培訓(xùn)讓礦工意識到發(fā)生不安全行為的嚴(yán)重后果與慘重代價，礦工風(fēng)險感知水平就會提高，從而減少不安全行為的發(fā)生；

3）舒緩礦工心情。礦工普遍生活壓力大，勞動強(qiáng)度高，心理負(fù)擔(dān)嚴(yán)重。企業(yè)應(yīng)當(dāng)為礦工準(zhǔn)備一些舒緩輕音樂或者宣泄物品來使礦工心理負(fù)擔(dān)得到有效宣泄舒緩，礦工壓力減少，風(fēng)險感知水平提高，就不易發(fā)生不安全行為。

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Researchontherelationshipbetweenthenoiseandminerbehaviorsafetyandprevention-controlcountermeasures

TIANShui-cheng1，2，LIANGQing1，2，WANGLi1，2，WULi-ji1，2，YINLei-yu1，2

（1.CollegeofEnergyScienceandEngineering,Xi’anUniversityofScienceandTechnology,Xi’an710054,China； 2.InstituteofSafetyManagement，Xi’anUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710054，China）

In order to explore the noise influence and its degree on the behavior safety ability of miners whose risk perception levels are different，as well as to figure out the relationship between miners’ physiological parameters changes result from noise and operating error rate，a method of combining questionnaire and experiment is adopted in this paper.The method divided the miners into two groups according to their different levels of risk perception.Then，test two groups of miners in eyes-and-hands coordination mean error frequency，mean average heart rate and mean skin conductance level，and analyzes the obvious changes in the result using SPSS19.0.The results indicate that：for miners with different risk perception levels，due to noise influenced，miners’eye and hand coordination errors increase rate is related to the change rate of mean heart rate（HR）and mean skin conductance level（SCL）rate.The conclusion shows that safety behavior ability of miners with lower level of risk perception get greater impact from noise;on the contrary，safety behavior ability of miners with higher level of risk perception get less impact.Finally，we put forward the prevention and control countermeasures based on the conclusion.

noise；risk perception；miner；heart rate；skin conductance level

2015-03-20 責(zé)任編輯：高 佳

國家自然科學(xué)基金項目（71273028，71271169）；博士學(xué)科點專項科研基金項目（20116121110002，20126121110004）

田水承（1964-），男，山東淄博人，教授，E-mail：tiansc@xust.edu.cn

10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2015.0505

1672-9315（2015）05-0555-06

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