袁曉芳，周垚，孫林輝，方穎，彭飛飛

(西安科技大學(xué) 管理學(xué)院，西安 710054)

1 引言

“危險(xiǎn)感知(Hazard Perception)”是一個(gè)復(fù)雜、多元的概念，用來描述人類進(jìn)行危險(xiǎn)搜索、識(shí)別、分析、評(píng)價(jià)的生理和心理的綜合過程［1］。自從人們將危險(xiǎn)感知作為一個(gè)客觀指標(biāo)應(yīng)用以來，已經(jīng)應(yīng)用于安全、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域。我國(guó)是產(chǎn)煤大國(guó)，煤礦安全事故時(shí)有發(fā)生，大量案例調(diào)查表明礦工在工作中，危險(xiǎn)感知能力的降低是導(dǎo)致煤礦安全事故的主要原因。因此，研究礦工作業(yè)過程中危險(xiǎn)感知的特征與規(guī)律，尋求提高礦工危險(xiǎn)感知能力的策略和方法已經(jīng)成為了煤礦安全生產(chǎn)中的重要課題。

目前，個(gè)體危險(xiǎn)感知的研究途徑大體分為兩大類:一是心理測(cè)量模式，通過填寫量表的形式直接獲得受測(cè)者在特定風(fēng)險(xiǎn)特征維度上對(duì)特定風(fēng)險(xiǎn)條目的感知水平，以此反映受測(cè)者對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的反應(yīng)、偏差等［2］，二是生理實(shí)驗(yàn)測(cè)試模式。該模式主要采用一些生理儀器記錄被試的生理反應(yīng)信號(hào)，進(jìn)而分析個(gè)體危險(xiǎn)搜索速度、反應(yīng)時(shí)間以及個(gè)體差異對(duì)比等。謝智等人通過記錄駕駛員的脈搏、呼吸和皮電信號(hào)的數(shù)據(jù)，再根據(jù)駕駛員主觀填寫的疲勞狀態(tài)自我評(píng)價(jià)和駕駛員發(fā)現(xiàn)障礙物的距離來判斷其對(duì)危險(xiǎn)感知的能力大?。?］。張婷琳等人通過頭皮腦電信號(hào)研究了大腦局部和全局的感知模式，以此來推測(cè)人的行為危險(xiǎn)感知［4］。2002 年，為了提高駕駛安全性，Chapman P.等人通過眼動(dòng)儀收集駕駛員的眼動(dòng)特征，來找尋與駕駛安全相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)［5］。2013 年，唐智慧等人利用眼動(dòng)方法驗(yàn)證了新老駕駛員的危險(xiǎn)感知能力差異［6］。其中眼動(dòng)特征提取主要使用眼睛閉合程度、閉合時(shí)間、眨眼頻率、點(diǎn)頭頻率、人臉的朝向、人眼注視方向以及嘴的張開程度等來判斷危險(xiǎn)認(rèn)知能力高低［7］。2013 年Salmon P 等人通過危險(xiǎn)信息口頭描述以評(píng)估情況合理性及口頭描述準(zhǔn)確性反映危險(xiǎn)感知能力［8］。礦工危險(xiǎn)感知能力是利用視覺、聽覺等感覺器官對(duì)施工場(chǎng)景進(jìn)行快速搜索并及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)目標(biāo)的察覺能力。礦工危險(xiǎn)感受能力越強(qiáng)，獲取場(chǎng)景信息越全面，對(duì)危險(xiǎn)目標(biāo)更為敏感，能越早發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)目標(biāo)。眼睛是人類最重要的感覺器官，人們從外界接收各種信息中80%以上是通過視覺獲得的。因此，利用眼動(dòng)技術(shù)獲取礦工危險(xiǎn)感知數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析是非常有效的途徑之一。目前國(guó)內(nèi)外有很多的學(xué)者已經(jīng)將眼動(dòng)特征分析應(yīng)用于新聞?lì)I(lǐng)域、心理領(lǐng)域、宇航員研究領(lǐng)域、交通領(lǐng)域等各個(gè)領(lǐng)域。［9］Mark S.Young 等人(2009 年)使用眼動(dòng)儀實(shí)驗(yàn)分析駕駛員在觀看路邊廣告時(shí)的眼動(dòng)特征，來研究路邊廣告對(duì)駕駛員注意力的影響。并且建議在一些交通道路上盡量少放一些有可能分散司機(jī)注意力的物品，而那些對(duì)安全起重要作用的標(biāo)志應(yīng)該做的更醒目一些［10］。本文通過開展眼動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，獲取被試觀看不同的礦工工作場(chǎng)景時(shí)的眼動(dòng)特征，對(duì)比分析不同場(chǎng)景中被試的眼動(dòng)特征數(shù)據(jù)，以此探索礦工危險(xiǎn)感知的基本特性及差異。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)過程

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

搜集煤礦生產(chǎn)作業(yè)中常見的礦工工作場(chǎng)景圖片，包括有危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片和無危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片。通過記錄被試在限定的時(shí)間內(nèi)眼睛注視實(shí)驗(yàn)圖片這一過程中的各項(xiàng)眼動(dòng)指標(biāo)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，研究礦工的危險(xiǎn)感知情況。再利用客觀的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與主觀的問卷調(diào)查來討論不同的礦工工作經(jīng)歷、文化程度與年齡等因素對(duì)礦工危險(xiǎn)感知能力的影響情況。

2.2 被試選擇與環(huán)境設(shè)計(jì)

選取聽力正常、身體健康、視力或矯正視力正常，20 -60 歲之間的煤礦在職工作人員作為實(shí)驗(yàn)的被試人員，并且在實(shí)驗(yàn)的前一個(gè)月有下井工作的經(jīng)歷。實(shí)驗(yàn)環(huán)境就是模擬礦工工作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)在一間隔音房間中進(jìn)行，室內(nèi)光線較暗，通風(fēng)一般，溫度15 -20℃左右，相對(duì)濕度60%左右。實(shí)驗(yàn)素材的光照會(huì)影響瞳孔的大小，據(jù)文獻(xiàn)得出實(shí)際光照度在750 ～1500 lux 環(huán)境下最適合長(zhǎng)時(shí)間工作，［11］本實(shí)驗(yàn)中，被試在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，所有圖片的亮度均采用900 lux。

2.3 實(shí)驗(yàn)素材與問卷設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)素材是煤礦生產(chǎn)作業(yè)中常見的礦工工作場(chǎng)景圖片，包括無危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片和有危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片;圖片題材包括漫畫型與實(shí)景型，由于漫畫型簡(jiǎn)潔，減少其他因素的干擾，但為了不脫離現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景也配有實(shí)景型素材，本實(shí)驗(yàn)漫畫型包含3張圖片和現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景型包含3 張圖片，共計(jì)6 張，其中圖1 為漫畫型圖片，其中第一張為無危險(xiǎn)點(diǎn)，后兩張為有危險(xiǎn)點(diǎn)。圖2 為實(shí)景型圖片，其中第一張為無危險(xiǎn)點(diǎn)圖片，后面兩張為有危險(xiǎn)點(diǎn)圖，如下圖所示。

本次問卷共分為兩個(gè)部分，實(shí)驗(yàn)前作答部分主要是記錄被試的基本信息與目前工作的基本狀況，實(shí)驗(yàn)后作答部分主要是針對(duì)被試在實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的圖片進(jìn)行提問。

圖1 漫畫型圖片

圖2 實(shí)景型圖片

2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用的是TobiiT120XL 眼動(dòng)儀。能夠在短時(shí)間內(nèi)獲取和記錄被試者眼動(dòng)的數(shù)據(jù)和位置。同時(shí)，這個(gè)眼動(dòng)儀含有揚(yáng)聲器和攝像機(jī)，在眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)過程中可以記錄被試者觀看被測(cè)素材時(shí)的面部表情。受試者注視前方眼動(dòng)儀屏幕上的內(nèi)容，測(cè)試人員通過攝像機(jī)記錄被試實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，安裝在TobiiT120XL 眼動(dòng)儀屏幕下方的攝像頭攝取受試者眼睛圖像并傳入測(cè)試計(jì)算機(jī)，采集分析受試者眼動(dòng)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)任務(wù)由Experiment Center3. 4 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集由ivewX 軟件來完成，數(shù)據(jù)分析由BeGaze3.4 分析軟件來完成。

2.5 實(shí)驗(yàn)過程

每次實(shí)驗(yàn)測(cè)試一名被試。首先向被試簡(jiǎn)短地介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)流程及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，并讓其填寫一份實(shí)驗(yàn)前的個(gè)人信息問卷。然后讓被試坐在眼動(dòng)儀的刺激圖像顯示器前的椅子上，然后啟動(dòng)Iview3.4 和Experiment Center3.4 軟件，通過五點(diǎn)法進(jìn)行眼動(dòng)儀視線追蹤系統(tǒng)的校準(zhǔn)，達(dá)到校準(zhǔn)精度＜0.5 的實(shí)驗(yàn)要求后開始正式實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語、實(shí)驗(yàn)用圖片的呈現(xiàn)順序都通過Experiment Center3.4 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，六張實(shí)驗(yàn)圖片采用隨機(jī)順序呈現(xiàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)素材圖片在電腦屏幕的播放時(shí)間是10 s，一直到最后一張圖片播放完成，指導(dǎo)語提示結(jié)束，記作第一個(gè)被試實(shí)驗(yàn)完成。之后按同樣順序完成第二個(gè)被試的測(cè)試，直到完成所有的測(cè)試。每個(gè)被試實(shí)驗(yàn)測(cè)試后，由實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)員引導(dǎo)被試完成眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)后的問卷填寫及訪談，針對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中，被試的實(shí)際感受，進(jìn)行詳細(xì)的采訪，記錄被試在觀看圖片素材時(shí)的真實(shí)心理感受，為后期危險(xiǎn)感知能力的分析做參考。

3 結(jié)果

本次有眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)總共有52 個(gè)被試，其中數(shù)據(jù)有效率達(dá)80%以上的被試40 個(gè)，達(dá)90%以上的被試23 個(gè)，還有12 個(gè)被試記錄的數(shù)據(jù)有效率低于80%，這可能是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)過程中由于被試閉眼，坐姿和瀏覽方式有變動(dòng)而導(dǎo)致眼動(dòng)數(shù)據(jù)無效。因此本次實(shí)驗(yàn)分析我們選取了有效性達(dá)90%以上的23 個(gè)被試眼動(dòng)數(shù)據(jù)，為了圖示效果清楚，實(shí)驗(yàn)在23 個(gè)有效被試中隨機(jī)抽取8 個(gè)進(jìn)行熱區(qū)圖、軌跡圖和集簇圖的疊加，得到了如圖3 所示的總疊加熱區(qū)圖、軌跡圖和集簇圖。

圖3 實(shí)景型有危險(xiǎn)點(diǎn)圖的軌跡圖、熱區(qū)圖與集簇圖

如圖3 所示是煤礦常見的礦工乘坐礦車時(shí)的圖片，軟件統(tǒng)計(jì)得出被試觀看這張圖片的注視點(diǎn)軌跡圖、熱區(qū)圖與集簇圖特征。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，被試眼動(dòng)的集簇圖、熱區(qū)圖和軌跡圖都集中在有礦工頭伸出車外的地方，而且明顯地集中在危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域。這說明被試看到這張圖片時(shí)，對(duì)礦工頭伸出窗外這一危險(xiǎn)區(qū)域的辨識(shí)能力較強(qiáng)，因而注視的時(shí)間長(zhǎng)，注意力集中。同理，也用同樣的方法對(duì)比分析了其他有危險(xiǎn)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)素材。通過分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)被試的注視點(diǎn)軌跡基本集中在圖片中存在危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域，形成了明顯集中的軌跡圖、熱區(qū)圖和集簇圖。

圖4 實(shí)景型無危險(xiǎn)點(diǎn)圖的軌跡圖、熱區(qū)圖與集簇圖

圖5 漫畫型無危險(xiǎn)點(diǎn)圖的軌跡圖、熱區(qū)圖與集簇圖

如圖4、5 所示是無危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，被試集簇圖、熱區(qū)圖和軌跡圖都集中在圖片中的人臉部分，且熱區(qū)圖與集簇圖分布較為均勻，這說明被試觀看無危險(xiǎn)點(diǎn)圖片時(shí)，注意力較分散。

3.1 瞳孔大小分析

相關(guān)研究已證明瞳孔直徑的變化大小是人們?cè)谛畔⒓庸r(shí)心里負(fù)荷的量化指標(biāo)，當(dāng)一個(gè)人的瞳孔直徑由小變大時(shí)，說明他的心里負(fù)荷增強(qiáng)，注意力集中度增高［12］。由此，我們可以利用眼動(dòng)數(shù)據(jù)中瞳孔的大小變化來分析被試在觀看不同的實(shí)驗(yàn)照片時(shí)警覺度的高低。通過劃分AOI興趣區(qū)來分析眼動(dòng)特征指標(biāo)是眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)常用的方法，追蹤眼動(dòng)的四項(xiàng)特征指標(biāo)數(shù)據(jù)，由注視點(diǎn)分布的規(guī)律可以分析出被試先后注視的位置、注視每個(gè)興趣區(qū)的時(shí)間、訪問興趣區(qū)總的時(shí)間長(zhǎng)度等來判斷被試注意力的集中與分散區(qū)域，以此來確定被試對(duì)危險(xiǎn)的感知情況。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和調(diào)查問卷的分析基礎(chǔ)上，對(duì)被試的年齡、文化程度與是否經(jīng)歷過煤礦事故進(jìn)行分析，探討礦工個(gè)體危險(xiǎn)感知的差異性。

瞳孔大小指的是被試在觀看某一實(shí)驗(yàn)素材時(shí)眼球直徑的大小。通過分析瞳孔大小，可分析被試對(duì)某一實(shí)驗(yàn)素材或素材中某一部位、元素等感知的情況。對(duì)比23 名被試在觀看不同場(chǎng)景圖片時(shí)的瞳孔大小平均值，可發(fā)現(xiàn)當(dāng)被試觀看含有危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片時(shí)瞳孔明顯增大，數(shù)值為3.96 mm。當(dāng)觀看無危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片時(shí)瞳孔相對(duì)較小，數(shù)值為2.76 mm。可見，有危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片更能引起被試的注意，這也說明被試在觀看有危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片時(shí)警覺度水平明顯增高。

3.2 AOI 興趣區(qū)分析

本文通過眼動(dòng)數(shù)據(jù)分析礦工在觀看不同作業(yè)場(chǎng)景圖片時(shí)的危險(xiǎn)感知情況，6 張實(shí)驗(yàn)圖片中挑選出含有危險(xiǎn)點(diǎn)的4 張圖片并建立AOI 興趣區(qū)，每張圖片中興趣區(qū)的面積大小要求完全一樣。并統(tǒng)計(jì)所有被試在每個(gè)AOI 興趣區(qū)的首次注視時(shí)間、總訪問次數(shù)、注視時(shí)長(zhǎng)和總訪問時(shí)間。其中最有分析價(jià)值的是首次注視時(shí)間。

(1)首次注視時(shí)間(Time to First Fixation)分析:即首次進(jìn)入時(shí)間分析。如表1，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，被試在觀看無危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的首次進(jìn)入時(shí)間平均值要比有危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的首次進(jìn)入時(shí)間平均值大。被試在觀看實(shí)景型第二張圖時(shí)，首次進(jìn)入無危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的時(shí)間平均值是2.89 s，而有危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的平均時(shí)間是0.21 s，被試在觀看實(shí)景型第三張圖時(shí)，首次進(jìn)入無危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的時(shí)間平均值是1.98 s，而危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的平均時(shí)間是0.48 s。這說明，被試對(duì)同一張圖片中有危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的感知更敏感。其中N 為被試有效個(gè)數(shù)，Mean 為平均數(shù)，Sum 為總計(jì)值，Stedv 為標(biāo)準(zhǔn)差值。

表1 AOI 興趣——首次進(jìn)入時(shí)間數(shù)據(jù)分析

利用MATLAB 分析出圖片有無危險(xiǎn)點(diǎn)的首次進(jìn)入時(shí)間對(duì)比圖，如圖6、7 所示。

圖6 漫畫型有危險(xiǎn)點(diǎn)第二張

圖7 實(shí)景型有危險(xiǎn)點(diǎn)第三張

通過對(duì)比兩張實(shí)驗(yàn)圖中有無危險(xiǎn)點(diǎn)的曲線可知，被試在對(duì)圖片中有無危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的眼動(dòng)指標(biāo)數(shù)據(jù)差異顯著，其他兩張有危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片也有同樣結(jié)果，這也進(jìn)一步說明了被試對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)的感知度較高。

用SPSS 軟件對(duì)被試在觀看實(shí)驗(yàn)圖片中有無危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行t 檢驗(yàn)，如表2 所示。

表2 漫畫型(第二張)

對(duì)于表2 漫畫型(第二張)，被試在有危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域首次進(jìn)入時(shí)間有18 個(gè)自由度，在置信度為99%的情形下，t 統(tǒng)計(jì)量觀測(cè)值的雙尾概率P值為0.00017，遠(yuǎn)＜臨界值P =0.01，故兩組數(shù)據(jù)有顯著的差異性。同理可得其他三組實(shí)驗(yàn)圖片的雙尾概率P 值，得到其數(shù)據(jù)也具有顯著差異。這也進(jìn)一步說明，被試對(duì)圖片中危險(xiǎn)點(diǎn)的辨識(shí)度較高。

(2)注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間總和(Total Fixation Duration)分析。如表3，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，被試在觀看有危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間總和＞無危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間總和。被試在觀看實(shí)景型第二張圖時(shí)，在危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間總和為14.98 s ＞無危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的14.09 s。被試在觀看實(shí)景型第三張圖時(shí)，在危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間總84.62 s ＞在無危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的23.96 s，同樣被試在觀看其他圖片時(shí)，在危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間總和大于無危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域。這說明圖片中存在危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域容易引起被試的注意，被試對(duì)其的感知能力較強(qiáng)。

表3 AOI 興趣——注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間總和數(shù)據(jù)分析

(3)總訪問時(shí)間(Total Visit Duration)分析。如表4，總的訪問時(shí)間在實(shí)景型第二張圖中，被試對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的總訪問時(shí)間是126.58 s，而在無危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域是18.89 s，危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域總的訪問時(shí)間明顯高于無危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域，同理，其他3 張圖片中，有危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的總訪問時(shí)間也比無危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的時(shí)間要長(zhǎng)。

表4 AOI 興趣——總訪問時(shí)間數(shù)據(jù)分析

(4)總訪問次數(shù)(Visit Count)分析。如表5，通過總的訪問次數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，被試在觀看圖片中危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域時(shí)，總的訪問次數(shù)明顯多于無危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域。這說明被試在觀看不同作業(yè)場(chǎng)景圖片時(shí)，對(duì)于圖片中含有危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域訪問次數(shù)比較多，注意的時(shí)間比較長(zhǎng)。

表5 AOI 興趣——總訪問次數(shù)數(shù)據(jù)分析

綜合以上4 個(gè)眼動(dòng)指標(biāo)分析可以發(fā)現(xiàn)，被試在觀看實(shí)驗(yàn)圖片時(shí)，能夠很快注意到圖片中有危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的部分，注視時(shí)間較長(zhǎng)，注視次數(shù)較多，這說明被試對(duì)圖片中危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的感知較明顯、辨識(shí)能力較強(qiáng)

對(duì)23 名有效被試分別按照年齡、文化水平與是否經(jīng)歷過煤礦事故三個(gè)因素進(jìn)行眼動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)比分析。年齡“40 歲以下”的被試為a1 組，“40歲以上”的被試為a2 組;文化水平“小學(xué)及以下”的被試為b1 組，“初中及以上”的被試為b2 組;經(jīng)歷過煤礦事故的被試為c1 組，未經(jīng)歷過煤礦事故的被試為c2 組。如表6 是不同年齡組被試進(jìn)入AOI 興趣區(qū)首次注進(jìn)入危險(xiǎn)點(diǎn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果:

表6 不同年齡被試的首次進(jìn)入危險(xiǎn)點(diǎn)時(shí)間均數(shù)比較(單位:s)

通過上表中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)a1 組被試觀看圖片中危險(xiǎn)點(diǎn)的首次進(jìn)入時(shí)間的平均值均大于a2 組，且漫畫型第二張、第三張的數(shù)值較為顯著，說明年齡越小對(duì)危險(xiǎn)的感知越敏感，辨識(shí)能力越強(qiáng)。

將年齡組被試在觀看圖片時(shí)的注視軌跡圖，熱區(qū)圖和集簇圖進(jìn)行分析后，也可以看出，a1 組被試在觀看圖片時(shí)的注視軌跡圖，熱點(diǎn)圖和集簇圖在有危險(xiǎn)點(diǎn)的AOI 興趣區(qū)里在均比a2 組被試的要集中。這說明，a1 組被試在觀看圖片時(shí)對(duì)圖片中存在危險(xiǎn)點(diǎn)的辨別能力要比a2 組被試的辨別能力要強(qiáng)。

利用MATLAB 畫出兩組被試在觀察漫畫型第二張圖片的首次進(jìn)入時(shí)間均值對(duì)比圖，如圖8:

圖8 年齡組首次進(jìn)入時(shí)間對(duì)比圖

觀察曲線可以發(fā)現(xiàn)40 歲以下的被試組對(duì)實(shí)驗(yàn)圖中危險(xiǎn)點(diǎn)的敏感性較高，而40 歲以上的被試組相對(duì)較低。

用SPSS 軟件對(duì)兩組被試在觀看漫畫型第二張圖片中有無危險(xiǎn)點(diǎn)的兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行t 檢驗(yàn)，如表7 所示。

t-檢驗(yàn):成對(duì)雙樣本均值分析40 以下 40以上平均 0.290909091 1.762727273方差 0.037209091 1.320041818 df 10 P(T ＜=t)單尾 0.000403068 t 單尾臨界 1.812461123 P(T ＜=t)雙尾 0.000806137 t 雙尾臨界2.228138852

由表7 可知，被試在有危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域首次進(jìn)入時(shí)間有3 個(gè)自由度，在置信度為99%的情形下，t 統(tǒng)計(jì)量觀測(cè)值的雙尾概率P 值為0.0008，小于臨界值P=0.01，故兩組數(shù)據(jù)有顯著的差異性。說明被試在40 歲以下對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)的辨識(shí)度要高于40 歲以上的被試。按照此方法對(duì)其他三張圖片進(jìn)行t 檢驗(yàn)都得出相同的結(jié)果。

同理對(duì)不同文化水平與是否經(jīng)歷過煤礦事故分析可以發(fā)現(xiàn)，b1、c1 被試組與b2、c2 被試的首次進(jìn)入時(shí)間相比無明顯差異，從而推斷出被試的危險(xiǎn)感知程度與文化水平和是否經(jīng)歷過煤礦安全事故無顯著相關(guān)性。

綜合所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，可以得出年齡與礦工危險(xiǎn)感知能力有顯著相關(guān)性，文化水平與是否經(jīng)歷過煤礦事故無顯著相關(guān)性。

4 討論

(1)通過分析對(duì)比有無危險(xiǎn)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)圖片，發(fā)現(xiàn)無危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片中23 名被試疊加的注視軌跡圖、熱區(qū)圖和集簇圖比有危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的要分散，這說明被試在觀看不同場(chǎng)景的圖片時(shí)對(duì)于圖片中有危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的感知較敏感，注意力較集中，危險(xiǎn)感知相對(duì)較高。

(2)通過實(shí)驗(yàn)前后的問卷調(diào)查以及注視點(diǎn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)被試在觀看不同場(chǎng)景的圖片時(shí)，對(duì)于含有危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域，首次訪問時(shí)間都比較短，說明被試在觀看圖片時(shí)能夠很快注意到圖片中危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域，能感知到所存在的操作危險(xiǎn)。而注視點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間、總的訪問時(shí)間、總的訪問次數(shù)中，顯示被試在觀察有危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域時(shí)比觀察無危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域時(shí)間總值都要長(zhǎng)，這也進(jìn)一步說明了人們對(duì)于有危險(xiǎn)點(diǎn)的圖片危險(xiǎn)感知相對(duì)較高。

(3)將被試按照年齡、文化水平與是否經(jīng)歷過煤礦事故三個(gè)因素進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)年齡較小的被試組在觀看圖片時(shí)的注視軌跡圖、熱點(diǎn)圖和集簇圖均比年齡較大的被試要集中，興趣區(qū)的首次注視時(shí)間較小，對(duì)危險(xiǎn)的感知較敏感。這可能是因?yàn)槟挲g較大的被試由于工作經(jīng)驗(yàn)與生活經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系，對(duì)于圖片中危險(xiǎn)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)性估計(jì)比較小，而年齡較小的被試對(duì)于圖片中危險(xiǎn)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)性估計(jì)比較大。文化水平與是否經(jīng)歷過煤礦安全事故的因素對(duì)被試首次進(jìn)入危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域時(shí)間無明顯的影響。

5 結(jié)論

本文采用眼動(dòng)特征追蹤的實(shí)驗(yàn)方法來分析礦工在觀看不同工作場(chǎng)景圖片的危險(xiǎn)感知情況，得到以下結(jié)論:①礦工對(duì)有危險(xiǎn)點(diǎn)的興趣區(qū)有明顯的危險(xiǎn)感知性。②年齡較小的礦工眼動(dòng)特征較集中，對(duì)身邊工作環(huán)境的危險(xiǎn)感知相對(duì)較高。③礦工的文化水平與是否經(jīng)歷過煤礦事故與危險(xiǎn)感知無顯著相關(guān)性。

根據(jù)以上結(jié)論，煤礦企業(yè)對(duì)礦工進(jìn)行安全培訓(xùn)時(shí)，應(yīng)增加礦井工作中常見的不安全操作圖片的展示，用以加強(qiáng)礦工的安全操作意識(shí)。年齡較大的礦工由于其豐富的工作經(jīng)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)更容易出現(xiàn)危險(xiǎn)感知偏差，需要對(duì)其加強(qiáng)安全教育。

本文僅是對(duì)礦工危險(xiǎn)感知的差異性進(jìn)行了初步的分析探討，危險(xiǎn)感知受個(gè)體、組織、工作環(huán)境等多方面的影響，其認(rèn)知加工過程及規(guī)律復(fù)雜多變，未來研究中可考慮通過腦電測(cè)試等技術(shù)對(duì)此進(jìn)一步研究。