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        職業(yè)防護服的可視性測評研究方法

        2020-04-09 08:21:36王宏付
        毛紡科技 2020年3期
        關(guān)鍵詞:可視性眼動防護服

        鄭 晴,王宏付,柯 瑩

        (江南大學 江蘇省非物質(zhì)文化遺產(chǎn)研究基地,江蘇 無錫 214122)

        職業(yè)防護服的可視性對某些特殊職業(yè)人員的安全至關(guān)重要,如在夜晚道路上,施工人員、環(huán)衛(wèi)工人等不易被車輛發(fā)現(xiàn),而造成交通事故。在礦井下由于環(huán)境昏暗,礦工與運輸設備的碰撞也時常發(fā)生。除了加強安全管理,采取安全措施之外,提高職業(yè)防護服的可視性,可以最直接且有效地保障工作人員在復雜環(huán)境中的人身安全[1- 2]。高可視性的防護服是指在光源的照射下,服裝上的熒光材料和反光材料能夠高強度地發(fā)出可見光,突出顯示著裝人員的存在[3]。

        GB 20653—2006《職業(yè)用高可視性警示服》的發(fā)布,使可視性性能在職業(yè)防護服的設計應用得到關(guān)注。為保證服裝上的反光材料能有效起到突顯著裝人員的作用,有必要對服裝的可視性進行測試和評價。

        國內(nèi)外研究者對服裝可視性的研究集中在面料上,例如熒光面料[4-5]、反光面料、自發(fā)光面料等,因此面料的可視性研究方法較為成熟[6-9]。但服裝的可視性不僅與面料本身的可視性有關(guān),還受到服裝整體設計的影響[10]。對職業(yè)防護服的可視性性能測評,若僅限于面料研究,便無法反映服裝在實際穿著過程中整體的醒目程度。因此從面料到服裝整體對職業(yè)防護服的可視性進行測試和評價,更有助于設計高性能的職業(yè)防護服。

        從面料和服裝整體2個方面對現(xiàn)有測評服裝可視性的方法進行總結(jié)分析,為完善職業(yè)防護服的安全設計提供可行的參考。

        1 面料的可視性測評

        1.1 顏色要求

        職業(yè)防護服的基底熒光面料需要在自然光線較弱的環(huán)境下有醒目作用。熒光材料在受到光照后,能發(fā)出比吸收光波長更長的可見光。GB 20653—2006規(guī)定在職業(yè)用可視性警示服中采用3種顏色的熒光材料:熒光黃、熒光橘紅和熒光紅。按照GB/T 3979—1997《物體色測量方法》檢測熒光顏色,用Yxy表色方法確定材料的色度區(qū)域范圍和亮度指數(shù)?;最伾珔?shù)范圍見表1。

        表1 基底顏色參數(shù)范圍

        1.2 逆反射性能

        職業(yè)防護服中的反光材料又稱逆反射材料,可將入射光沿光源方向反射回去。在沒有自然光的環(huán)境中,通過特定光源(如探照燈、車燈、礦燈等)的照射,回歸反射光線,增強穿著者的可視性。

        反光材料的逆反射性能通常用逆反射系數(shù)表示。在反光材料面積一定的條件下,逆反射系數(shù)越高,則材料的可視距離越高[9],即在相同的觀察距離下?lián)碛懈叩目梢曅?。使用逆反射系?shù)測量儀,在標準要求的入射角和觀測角測量材料反射的光強度,從而計算逆反射系數(shù)R′[11]。

        R′=R/A=I/(E×A)

        式中:R′為逆反射系數(shù),cd/(lx·m2);R為光強度系數(shù),cd/lx;A為材料面積,m2;E為光照度,lx;I為光強度,cd。

        職業(yè)用最高級別警示服中反光材料的最小逆反射系數(shù)如表2所示。

        表2 三級反光材料最小逆反射系數(shù)cd/(lx·m2)

        薛燦濃等[12]研究了反光織物中反光長絲細度、經(jīng)紗顏色、反光區(qū)域經(jīng)向長度和反光長絲浮長線對面料反光性能的影響,得出反光長絲之間的間隙越小、經(jīng)紗顏色越淺,反光區(qū)域經(jīng)向長度和反光長絲浮長線越長,植物的反光性能越好。張海泉等[13]分析了玻璃微珠型反光織物的反光性能,發(fā)現(xiàn)微珠直徑會影響織物中的微珠覆蓋率,進而影響織物的反光性能。綜合國內(nèi)的相關(guān)研究及標準發(fā)現(xiàn),目前對服裝可視性的測評主要限于評價熒光面料和反光材料的性能,因為職業(yè)防護服的可視性主要由熒光面料和反光材料提供。但值得注意的是,高可視性的面料如何在服裝中進行應用,服裝整體是否能達到足夠的可視性仍有待探討。因此有必要研究服裝整體的可視性測評。

        2 服裝的可視性評價

        目前未見相關(guān)標準規(guī)定服裝的可視性測評方法。常見的服裝可視性的測評方法有可視距離測量法、圖像分析法、眼動跟蹤分析法。

        2.1 可視距離測量法

        可視距離測量法反映了服裝穿著者可被他人識別的最大距離,也可以在固定距離下測試觀察者發(fā)現(xiàn)并識別出服裝穿著者的反應時間,常用于評價道路工作者的職業(yè)防護服的可視性。例如交警、環(huán)衛(wèi)工人、道路施工人員等在光線較弱的環(huán)境中工作時,服裝的可視距離越大,穿著者就能盡早被車輛注意到,司機則有充足的反應距離以便作出相應操作,避免意外碰撞事故。

        Michon等[14]在現(xiàn)場實驗中要求受試者觀察距離100 m或200 m處的安全警示服。最終發(fā)現(xiàn)受試者對熒光橘色服裝的反應時間最短。另外,其還研究了高可視性材料面積對服裝可視性的影響,結(jié)果表明使用約1 200 cm2的高可視性材料就能為服裝提供足夠的可視性。

        Turner J等[15]通過可視距離測量的實驗研究11種顏色配置的安全警示服在白天的醒目程度,得出熒光橘紅的可視距離最長,另外白底熒光橘紅網(wǎng)格、熒光黃綠色、熒光橘紅和熒光黃綠組合這3種顏色配置形式也有較高的可視性。

        文獻[16-19]利用可視距離測量了駕駛?cè)藛T在黑夜識別道路工作者、行人及騎行人員的能力,比較了不同種類的反光服裝的可視性。研究發(fā)現(xiàn)在人體運動的四肢部位(如手臂、腿部)設計反光標志,可以形成“生物運動”信息,提示駕駛?cè)藛T服裝穿著者的存在,有助于提高其可視性。

        2.2 圖像分析法

        圖像分析法是指在模擬實際環(huán)境的條件下,以觀察者的視角拍攝穿著職業(yè)防護服的人體,在固定的拍攝條件下,得到服裝穿著時的圖像,再對圖像進行分析和評估。圖像分析法評測服裝的可視性見圖1。

        圖1 圖像分析法評測服裝的可視性

        Havenith[20]在全黑的環(huán)境中用汽車前大燈照射100 m距離外穿著3種摩托車手服裝的人體,并以司機的視角拍攝了人體正面、側(cè)面和背面的照片。得到的照片通過軟件處理,可以分析反光材料的可視性性能。

        王藝[21]在礦工服的設計評價時,在昏暗視角下拍攝服裝正面、側(cè)面和背面的反光效果圖片,計算服裝在穿著時反光面積與服裝總面積的比值,比值越大反映出服裝在昏暗條件下的可視性越高。

        圖像分析法不僅可以比較反光材料的實際可視面積,還可以通過專家評估主觀上評價反光材料展現(xiàn)的形狀及人體的可辨認程度。

        2.3 眼動跟蹤分析法

        人總是通過對外界環(huán)境的感知獲取信息,大腦對信息進行處理后指導人的行動。在各種信息感知中,約80%的信息來源于視覺[22]。對視覺—眼動系統(tǒng)的測量可以直接反映人對外界的感知過程。眼動可視作視覺—眼動系統(tǒng)在外界刺激下的輸出,分為3種基本方式:注視運動、眼跳和跟蹤[23]。利用眼動跟蹤技術(shù)可得到以下主要參數(shù):總注視次數(shù)、注視持續(xù)時間、區(qū)域注視次數(shù)、注視點序列和第1次到達目標興趣區(qū)的時間[24]。

        眼動跟蹤技術(shù)在安全標志的設計領(lǐng)域有較多的應用,如交通標志[25-27]、礦井安全標識、公共場所應急標識等[28]。熱點圖可以反映標志的對觀察人員的吸引力,注視次數(shù)、注視時間和掃視次數(shù)可以體現(xiàn)觀察者對目標物體的搜尋能力[29]。

        Isler等[30]用眼動追蹤系統(tǒng)測評了新西蘭森林工作人員安全工作服的可視性。研究人員以松樹林為背景,隨機放置了6種顏色的服裝。受試者從圖像中搜尋所有的服裝,且在此過程中圖像的亮度從全黑逐漸變亮。最終以服裝被觀察到的順序確定6種顏色服裝的可視性。

        與可視距離測量法相比,眼動跟蹤分析可在實驗室的模擬環(huán)境下進行,且能提供除了觀察者對目標物體發(fā)現(xiàn)速度之外的信息,如觀察者在注意到醒目的物體后,還需要快速得知該物體的具體屬性。這對職業(yè)防護服的可視性尤為重要,因為職業(yè)防護服的使用環(huán)境下還會出現(xiàn)設備設施上的醒目標識,觀察者必須很容易地通過服裝確定穿著者的狀態(tài)。而眼動跟蹤分析相比圖像分析法,能更加直接且客觀地得出服裝的醒目程度。

        目前國內(nèi)外鮮有應用眼動跟蹤技術(shù)對職業(yè)防護服的安全識別性進行研究和測評。該技術(shù)注重人眼觀察和外界環(huán)境之間的相互關(guān)系,最直接地反映了服裝醒目程度,更能完善職業(yè)防護服的安全可視性設計。

        3 結(jié)束語

        本文針對職業(yè)防護服的可視性研究方法進行總結(jié)歸納,討論了面料和服裝整體2方面的測評現(xiàn)狀。目前國內(nèi)外的學術(shù)成果和標準主要針對面料的可視性進行研究,已有較為成熟的方法。未來可關(guān)注多種高可視性面料之間的對比研究,為職業(yè)防護服在面料的選擇上提供參考建議。

        面料的可視性無法代表服裝整體的可視性,即高可視性面料在職業(yè)防護服上的配置方式將影響服裝整體的可視性。因此,有必要進行服裝的可視性測評。本文根據(jù)現(xiàn)有的相關(guān)研究總結(jié)了3種服裝可視性測評方法:可視距離測量法、圖像分析法和眼動跟蹤分析法。服裝整體的可視性研究成果十分有限,未來仍可針對高可視性面料的配置方法進行定量評價,并對多種測評方法進行組合或?qū)Ρ取?/p>

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