趙崢愷 張 舒 副教授 史秀志教授

(1.中南大學 資源與安全工程學院，湖南 長沙 410083；2.中南大學 安全理論創(chuàng)新與促進研究中心，湖南 長沙 410083)

0 引言

《安全生產(chǎn)法》明確規(guī)定，生產(chǎn)經(jīng)營單位應當在有較大危險因素的生產(chǎn)經(jīng)營場所和有關設施、設備上，設置明顯的安全警示標志。安全警示標志能向作業(yè)人員警示工作場所或周圍環(huán)境的危險狀況，指導人們采取安全行為。因此，安全警示標志的類型應當與所警示的內(nèi)容相吻合，應充分傳遞風險信息并體現(xiàn)危險程度，以此方能有效發(fā)揮其警示作用。安全警告標志作為安全警示標志的重要組成部分，是對生產(chǎn)作業(yè)場所較大風險的重要提示。提升安全警告標志的有效性，有利于提高警示信息對受眾的刺激，從而提高人的安全注意力水平，減少人的不安全行為[1]，這對于減少生產(chǎn)事故具有重要的現(xiàn)實意義。

已有學者集中于工效學和人因工程學的范疇，采用問卷調(diào)查、行為學實驗等方法，從安全標志本身的設計特征(如信號詞、顏色、邊框形狀等)[2]、目標受眾的個體特征與情境因素(如性別、年齡、情緒等)[3-4]2個方面研究安全標志有效性的影響因素，并取得豐富的研究成果。此外，隨著腦成像技術的不斷發(fā)展，學者們開始利用神經(jīng)科學技術方法獲取定量化數(shù)據(jù)作為安全標志有效性研究的證據(jù)。Ma等[5-6]首次將事件相關電位(Event-related Potential，ERP)技術運用于安全標志的研究中，發(fā)現(xiàn)高風險程度信號詞比低風險程度信號詞誘發(fā)更大的P2和LPP振幅；唐賢偉[7]通過ERP試驗發(fā)現(xiàn)，真安全標志(負性效價)比假安全標志(正性效價)誘發(fā)更大的P2和LPP振幅；李建強等[8]通過模擬駕駛?cè)蝿昭芯堪l(fā)現(xiàn)，紅色警示牌比黃色警示牌更能吸引駕駛員的注意力，警示效果更佳；卞軍[9]采用Oddball范式探究發(fā)現(xiàn)，相較于安全禁止標志和安全指令標志，安全警告標志更能吸引人的注意。然而，已有研究重點關注的是標志形狀、信號詞或?qū)Ρ妊芯坎煌再|(zhì)的安全標志有效性，鮮有人研究安全警告標志的設計屬性，尤其缺乏對安全警告標志圖案內(nèi)容的研究。基于神經(jīng)科學技術的發(fā)展，馬慶國等[10]提出的神經(jīng)工業(yè)工程，張舒等[11-12]提出的神經(jīng)安全學，以及其他學者[13-14]從安全心理學、安全人體學等視角開展的相關研究，為安全問題的研究開拓新的研究視野。從神經(jīng)科學視角解讀人們對安全警告標志的風險感知加工的神經(jīng)機制，有助于客觀驗證安全警告標志的警示作用。

故此，本文以安全警告標志為研究對象，從風險感知的角度出發(fā)，采用ERP技術研究安全警告標志圖案內(nèi)容反映的風險信息，深入探究安全警告標志對人們風險感知的影響，為優(yōu)化安全警告標志的設計提供科學建議。

1 研究假設

安全標志是一種傳遞風險信息的載體，而信息的傳遞過程于受眾而言是一個從不知到知的過程，即消除不確定性的過程[15]。杜鵬宏[16]研究發(fā)現(xiàn)，信息量能夠代表安全標志的語意表達程度。如果人們對某個安全標志的定義只有一種，則該標志的信息量為零；反之，如果人們認為某個安全標志具有的含義越多，則該標志的信息量就越大，即不確定性越大，而這樣的安全標志容易使人產(chǎn)生歧義。因此，在設計安全標志時，應當將安全標志所表達的含義描述清楚，使其更加醒目、易于理解。

軌跡交叉理論強調(diào)人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)是導致事故發(fā)生的直接原因。在設計安全警告標志時，如果充分考慮“人因”和“物因”2種要素，既能傳遞可能存在的危險源和肇事主因信息，亦能傳遞可能導致的事故后果和受害主體信息，可從這2方面提升安全警告標志的有效性。這樣安全警告標志傳遞的風險信息可能會更加清晰，即信息量更?。灰部赡芙o人的“危險感”更高，即負性效價程度更高。但實際上，部分安全警告標志僅單方面突出人或物的特征，忽視兩者結(jié)合的重要性。因此，筆者在單因素(僅含有人或物的圖案)安全警告標志的基礎上設計雙因素(既包含人又包含物的圖案)安全警告標志，通過問卷調(diào)查和ERP試驗探究人們對2類安全警告標志的風險感知差異。

(1)通過問卷調(diào)查，驗證相較于單因素安全警告標志，雙因素安全警告標志的信息量是否更小、負性效價程度是否更高。提出以下假設：

假設H1：相比單因素安全警告標志，雙因素安全警告標志的信息量更小，更能反映出事故原因和風險后果。

假設H2：相比單因素安全警告標志，雙因素安全警告標志的負性效價程度更高，其危險感知評分顯著更高。

(2)設計ERP試驗，分析在2類安全警告標志的刺激下人的ERP成分的差異，以探究何種安全警告標志更能吸引人的注意、人們對何種安全警告標志的風險感知程度更高。已有研究結(jié)果表明，不同效價的安全標志圖案誘發(fā)的P2和P3成分的振幅存在顯著差異[9]，且人對負性刺激的效價差異非常敏感，在ERP成分的潛伏期上也有所體現(xiàn)[17]。故從神經(jīng)層面提出以下假設：

假設H3：不同圖案的安全警告標志誘發(fā)的P2成分振幅存在顯著差異。

假設H4：不同圖案的安全警告標志誘發(fā)的P2成分潛伏期存在顯著差異。

假設H5：不同圖案的安全警告標志誘發(fā)的P3成分振幅存在顯著差異。

假設H6：不同圖案的安全警告標志誘發(fā)的P3成分潛伏期存在顯著差異。

2 試驗方法

2.1 試驗材料

試驗材料包括單因素和雙因素安全警告標志各10種，如圖1。單因素安全警告標志均選自《安全標志及其使用導則》[18]和《礦山安全標志》[19]，包括當心爆炸、當心叉車、當心車輛、當心觸電、當心吊物、當心火災、當心片幫、當心水災、當心瓦斯和當心墜落等。雙因素安全警告標志均為自行設計，在保留原標志單屬性圖案的基礎上添加另一種屬性的圖案，以綜合體現(xiàn)人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)。所有圖片材料均具有相同的像素(686px×558px)和大小，滿足試驗所需。

圖1 安全警告標志Fig.1 Safety warning signs

2.2 試驗范式

Oddball范式是一種“隱性的被動探測實驗范式”，包含呈現(xiàn)刺激概率小的偏差刺激(靶刺激)和呈現(xiàn)概率大的標準刺激(非靶刺激)，通常要求被試在關注靶刺激以完成試驗任務的同時忽視非靶刺激。因為人在生產(chǎn)活動中并不會時刻關注安全標志的內(nèi)容，更多地是將注意力集中于工作上，所以采用Oddball范式更符合現(xiàn)實工作場景。

本試驗靶刺激為無圖案內(nèi)容的安全警告標志(如圖2)，非靶刺激為有圖案內(nèi)容的安全警告標志(如圖1)。試驗采用E-prime3.0軟件呈現(xiàn)試驗程序。無圖案、單因素圖案和雙因素圖案的安全警告標志的呈現(xiàn)概率均為1/3，即靶刺激呈現(xiàn)概率為33.3%，非靶刺激呈現(xiàn)概率為66.7%。

圖2 靶刺激Fig.2 Target stimulation

2.3 試驗被試

試驗招募15名在校大學生作為有償被試(其中女性4名)，被試平均年齡為21.81±1.42歲。所有被試身體健康，視力或矯正視力正常，均為右利手，均無任何神經(jīng)病和精神病史。每一名被試在試驗前均了解試驗過程與任務要求，并簽署中南大學安全與風險實驗室制定的《知情同意書》。

2.4 試驗流程

試驗前，主試先向被試介紹試驗流程和試驗任務，然后開始試驗。首先，被試需要完成12個試次的練習試驗以熟悉試驗流程；之后再進行正式試驗。正式試驗分為2個階段，每個階段有90個試次。在每個試次中，屏幕中央首先會出現(xiàn)“+”，以集中被試的注意力；隨后空屏500ms，呈現(xiàn)“當心觸電”等信號詞作為啟動刺激；緊接著再呈現(xiàn)刺激圖片，要求被試在看見無圖案安全警告標志(靶刺激)時盡可能快地按“F”鍵，對其他圖片則無需反應；最后空屏500ms，以消除對下一個試次的影響。被試完成第一個階段的試驗后，有2min的休息時間調(diào)整狀態(tài)。單個試次的流程，如圖3。

圖3 單個試次的刺激序列Fig.3 The stimulation sequence of the single trail

3 數(shù)據(jù)采集與分析

3.1 問卷調(diào)查與數(shù)據(jù)分析

采用問卷調(diào)查的方法分析2類安全警告標志的負性效價程度和信息量的差異。問卷包括2個部分，第一部分以“危險程度”來衡量安全警告標志的負性效價程度，要求受訪者對隨機排列的安全警告標志圖片進行打分，打分值域為7分(1表示沒有危險，7表示非常危險)，分值越高表明該標志的負性效價程度更高；第二部分將單因素和雙因素安全警告標志一一對應形成對比，要求受訪者選出每組標志中更能反映出事故原因和風險后果的一類標志，被選擇比例更大表明該標志表達含義更清晰、信息量更小。

本次調(diào)查共回收有效問卷94份。統(tǒng)計結(jié)果顯示，每組安全警告標志的對比中，84.5%以上的人認為雙因素安全警告標志更能反映出事故原因和風險后果；而從2類安全警告標志的總體對比結(jié)果來看，有90.8%的人認為雙因素安全警告標志更能反映出事故原因和風險后果。由此表明，雙因素安全警告標志被選擇比例更大，信息量更小，假設H1“相比單因素安全警告標志，雙因素安全警告標志的信息量更小，更能反映出事故原因和風險后果”得到驗證。然后，采用SPSS26.0軟件計算受訪者對2類安全警告標志危險感知評分的平均值，進行配對t檢驗分析，檢驗結(jié)果，見表1。

表1 2類安全警告標志危險感知評分配對t檢驗結(jié)果Tab.1 Paired-samples t test results for the hazard perception scores of two safety warning signs

由表1可知，雙因素安全警告標志的危險感知評分在0.01水平上顯著大于單因素安全警告標志，表明雙因素安全警告標志的負性效價程度更高，假設H2“相比單因素安全警告標志，雙因素安全警告標志的負性效價程度更高，其危險感知評分顯著更高”得到驗證。

3.2 腦電數(shù)據(jù)采集及處理

本試驗采用德國Brain Products生產(chǎn)的actiCHamp腦電儀和10-20導聯(lián)的32導電極帽實時記錄并采集腦電數(shù)據(jù)。采樣頻率為500Hz，帶通為0.5～100Hz，在試驗過程中保持各電極阻抗均小于10kΩ。利用Analyzer軟件對數(shù)據(jù)進行離線分析，步驟如下：以雙側(cè)乳突為參考電極進行重參考；以0.3～40Hz濾波去除干擾信號；采用Ocular Correction ICA半自動去除眼電；將超出±100μV的振幅視為偽跡進行去除；將安全警告標志出現(xiàn)的時刻作為分析0點，以-200～800ms為分析線程，以安全警告標志出現(xiàn)前200ms進行基線校正；疊加平均分段后的腦電波以提取腦電信號。

3.3 腦電數(shù)據(jù)分析

3.3.1 P2成分分析

根據(jù)P2成分的分布特點，選取F3、Fz、F4、FC1和FC2等5個電極點進行分析。單因素和雙因素安全警告標志誘發(fā)的P2成分波形圖，如圖4。其振幅配對t檢驗結(jié)果，見表2。

圖4 P2成分波形圖Fig.4 The waveforms of P2

表2 P2成分振幅和潛伏期的配對t檢驗結(jié)果Tab.2 Paired-samples t test results for the amplitude and latency of P2

P2成分振幅的重復測量方差分析結(jié)果顯示：標志主效應[F(2，26)=29.303 1，P<0.001]顯著；電極主效應[F(4，39)=13.032 7，P<0.001]顯著；標志(3)×電極(5)交互效應[F(8，104)=0.896 6，P=0.521]不顯著。從表2配對t檢驗結(jié)果顯示：雙因素安全警告標志(M=2.903 6μV)誘發(fā)的P2成分振幅顯著小于單因素安全警告標志(M=3.736 8μV)誘發(fā)的P2成分振幅[t(69)=7.560，P<0.001]，假設H3“不同圖案的安全警告標志誘發(fā)的P2成分振幅存在顯著差異”得到驗證。P2成分潛伏期的配對t檢驗結(jié)果顯示：雙因素安全警告標志(M=162.029 4ms)誘發(fā)的P2成分潛伏期顯著短于單因素安全警告標志(M=165.205 9ms)誘發(fā)的P2成分潛伏期[t(67)=2.220，P=0.03<0.05]，假設H4“不同圖案的安全警告標志誘發(fā)的P2成分潛伏期存在顯著差異”得到驗證。

3.3.2 P3成分分析

P3系列包含多種成分，根據(jù)試驗范式特點可以初步假定本試驗中的P3成分為P3b成分[20]。根據(jù)其分布特點，選取CP1、CP2、P3、Pz和P4等5個電極點進行分析。從P3成分的潛伏期結(jié)果來看，2類安全警告標志誘發(fā)的P3成分潛伏期均在350ms左右，所以可以確定該P3成分為P3b成分(以下簡稱為P3成分)。單因素和雙因素安全警告標志誘發(fā)的P3成分波形圖，如圖5。其振幅配對t檢驗結(jié)果，見表3。

圖5 P3成分波形圖Fig.5 The waveforms of P3

P3成分振幅的重復測量方差分析結(jié)果顯示：標志主效應[F(2，26)=28.750 0，P<0.001]顯著；電極主效應[F(4，39)=3.023 8，P=0.03<0.05]顯著；標志(3)×電極(5)交互效應[F(8，104)=1.448 3，P=0.183]不顯著。從表3配對t檢驗結(jié)果顯示：雙因素安全警告標志(M=6.000 5μV)誘發(fā)的P3成分振幅顯著大于單因素安全警告標志(M=5.290 6μV)誘發(fā)的P3成分振幅[t(69)=4.184，P<0.001]，假設H5“不同圖案的安全警告標志誘發(fā)的P3成分振幅存在顯著差異”得到驗證。P3成分潛伏期的配對t檢驗結(jié)果顯示：雙因素安全警告標志(M=345.885 7ms)誘發(fā)的P3成分潛伏期短于單因素安全警告標志(M=348.028 6ms)誘發(fā)的P3成分潛伏期，但無顯著差異[t(69)=0.305，P=0.761]，假設H6“不同圖案的安全警告標志誘發(fā)的P3成分潛伏期存在顯著差異”未能驗證。

表3 P3成分振幅和潛伏期的配對t檢驗結(jié)果Tab.3 Paired-samples t test results for the amplitude and latency of P3

4 試驗結(jié)果討論

本研究中，安全警告標志在額區(qū)和頂區(qū)分別誘發(fā)了顯著的P2和P3成分，而不同的成分具有不同的認知意義。

P2成分與危險刺激的早期監(jiān)測有關[5，21]，反映人對潛在危險或負性事件的注意資源調(diào)配[22]，且占據(jù)的注意力資源越多，P2成分的振幅就越大。從振幅來看，雙因素安全警告標志誘發(fā)的P2成分振幅顯著小于單因素安全警告標志。一方面，該結(jié)果表明與單因素安全警告標志相比，雙因素安全警告標志占據(jù)的注意力資源相對更少，所以在早期的感知過程中更容易被人注意到，這可能與雙因素安全警告標志的信息量更小有關。筆者推測安全警告標志的信息量越小，所傳遞信息的不確定性越低，需要占據(jù)的注意力資源就會越少。另一方面，該結(jié)果與YUAN等[17]的研究結(jié)論相吻合，其研究發(fā)現(xiàn)極度負性的刺激圖片比中度負性和中性的刺激圖片誘發(fā)更小的P2成分振幅。本研究中，雙因素安全警告標志的危險感知評分顯著高于單因素安全警告標志，表明前者的負性程度更高，所以誘發(fā)更小的P2成分振幅。從潛伏期來看，雙因素安全警告標志誘發(fā)的P2成分潛伏期顯著短于單因素安全警告標志，說明雙因素安全警告標志更早被人注意到。P2成分是反映負性注意偏向的良好指標，雙因素安全警告標志的負性程度更高，故人的注意力資源會被快速地分配給雙因素安全警告標志，這可能與人對危險進行快速探知的本能有關。

P3成分則可以反映決策者的感知風險程度，風險越高，P3成分的振幅就越大[23]。無論決策者固有的沖動傾向如何，他們感知風險較高時誘發(fā)的P3成分振幅較大，感知風險較低時誘發(fā)的P3成分振幅較小[24]。本研究中，2類安全警告標志均能傳遞風險信息，雙因素安全警告標志誘發(fā)的P3成分振幅顯著大于單因素安全警告標志，表明人對于前者的風險感知程度更高，即雙因素安全警告標志給人的危險感更高，這也為問卷調(diào)研結(jié)果提供電生理方面的證據(jù)。從潛伏期來看，即使雙因素安全警告標志在被優(yōu)先加工的情況下，2類安全警告標志誘發(fā)的P3成分潛伏期也無顯著差異，這可能與人們對于這些圖案較為熟悉有關，所以對2類標志的加工都非常迅速，導致P3成分潛伏期無顯著差異。

綜合2類安全警告標志在P2和P3成分振幅、潛伏期的顯著差異來看，安全警告標志的圖案內(nèi)容會影響人對安全警告標志的風險感知。相較于單因素安全警告標志，雙因素安全警告標志更容易也更早地被人所注意到，且給人的風險感知程度更高。由此來看，雙因素安全警告標志一方面從理論上更加契合軌跡交叉理論的內(nèi)涵，另一方面在實際工作中又能更好地提醒受眾警覺風險隱患、規(guī)范自身行為。

5 結(jié)論

安全警告標志是高風險場所不可或缺的風險控制措施，如何提高安全警告標志的警示作用是亟待解決的問題。本文針對安全警告標志圖案內(nèi)容所反映的風險信息即事故原因和風險后果，從風險感知的視角，通過問卷調(diào)查和ERP試驗，研究人們對單因素和雙因素安全警告標志的風險感知差異，從而驗證不同類型安全警告標志的警示作用，主要結(jié)論如下：

(1)相較于單因素安全警告標志，雙因素安全警告標志的信息量更小，誘發(fā)的P2成分振幅顯著更小、潛伏期顯著更短。結(jié)果表明，雙因素安全警告標志更容易也更早地被人所注意到。

(2)相較于單因素安全警告標志，雙因素安全警告標志更能反映出事故原因和風險后果，誘發(fā)的P3成分振幅顯著更大。結(jié)果表明，雙因素安全警告標志給人的風險感知程度更高。

(3)P2和P3成分的差異反映了人對單因素和雙因素安全警告標志風險感知的差異。未來在設計和使用安全警告標志時，可充分考慮人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)2個方面的特征，以提高人對風險的感知程度，從而強化人的遵從行為，以減少事故的發(fā)生。