安全管理中安全標(biāo)志及其設(shè)計(jì)要素的感知機(jī)理研究——基于神經(jīng)工業(yè)工程的視角.pdf

1、工業(yè)工程是管理科學(xué)與工程領(lǐng)域中的重要分支，而安全生產(chǎn)更是工業(yè)工程管理研究中的熱點(diǎn)問題。進(jìn)入21世紀(jì)以來，中國工業(yè)化加速，但安全生產(chǎn)問題亦日益嚴(yán)重，各類安全事故對(duì)生命財(cái)產(chǎn)與社會(huì)和諧造成了巨大的危害。安全標(biāo)志是安全管理工作中的重要手段，被廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)與生活中。但通過實(shí)地調(diào)研和相關(guān)事故案例分析可以發(fā)現(xiàn)，目前安全標(biāo)志在設(shè)計(jì)和使用上均存在較為嚴(yán)重的問題，致使其警示效果大打折扣，特別是部分安全標(biāo)志的注意效果不佳與可讀性較差，更讓一線工人難以

2、感知，從而成為事故致因，為很多生產(chǎn)安全事故與勞資糾紛埋下了隱患。因此，對(duì)現(xiàn)有安全標(biāo)志的設(shè)計(jì)與應(yīng)用等問題進(jìn)行分析和研討具有重要的研究價(jià)值。
　　安全標(biāo)志的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究由來已久，但其成果大多基于問卷研究和行為實(shí)驗(yàn)，缺少來自腦認(rèn)知與電生理層面的理論研究。安全標(biāo)志的設(shè)計(jì)應(yīng)符合人們的大腦認(rèn)知與主觀體驗(yàn)，才能更為有效地發(fā)揮其警示作用——這正是神經(jīng)工業(yè)工程理論中安全生產(chǎn)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)?；仡櫱叭顺晒腥矫娴年P(guān)鍵問題尚待解決:(1)人們對(duì)不同

3、類型安全標(biāo)志的危險(xiǎn)感知評(píng)分是否存在差異？(2)人們是如何對(duì)安全標(biāo)志進(jìn)行神經(jīng)感知與自動(dòng)加工的？(3)安全標(biāo)志的設(shè)計(jì)要素是否會(huì)對(duì)人們的神經(jīng)感知與自動(dòng)加工過程產(chǎn)生影響，其原因何在？本研究聚焦于以上三個(gè)關(guān)鍵問題，以安全標(biāo)志及其設(shè)計(jì)要素的神經(jīng)感知與自動(dòng)加工過程為研究目標(biāo)，以“總分式”邏輯框架，設(shè)計(jì)并完成了四項(xiàng)系列研究。
　　研究一采用問卷訪談與ERP（事件相關(guān)電位）神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，研究了人們對(duì)不同類型安全標(biāo)志的危險(xiǎn)感知評(píng)分是否存在

4、差異，以及自動(dòng)加工過程中的神經(jīng)感知差異。研究一作為本文系列研究的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和初步工作，為后面三項(xiàng)子研究的研究方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索性的嘗試，也為后面章節(jié)的討論與總結(jié)奠定了基礎(chǔ)。
　　研究二在研究一的基礎(chǔ)上，對(duì)安全標(biāo)志圖畫內(nèi)容要素進(jìn)行了研究。該研究參考了研究一的實(shí)驗(yàn)范式，對(duì)實(shí)驗(yàn)刺激材料進(jìn)行嚴(yán)格控制，研究了人們對(duì)不同效價(jià)安全標(biāo)志圖畫內(nèi)容的自動(dòng)加工過程和感知差異，從而考察該要素對(duì)安全標(biāo)志設(shè)計(jì)的影響及其成因。
　　研究三參考研究一的

5、實(shí)驗(yàn)范式，研究了人們對(duì)安全標(biāo)志背景顏色的神經(jīng)感知與自動(dòng)加工過程，分析討論了顏色屬性的差異對(duì)人們感知上的影響，并從神經(jīng)科學(xué)層面解釋了該影響的形成原因。
　　研究四采取相同的實(shí)驗(yàn)范式研究了人們對(duì)安全標(biāo)志邊框外形的神經(jīng)感知與自動(dòng)加工過程，探討了人們對(duì)不同形狀安全標(biāo)志的注意偏向和感知分類，并結(jié)合已有研究成果對(duì)“邊框作用”的爭(zhēng)議問題進(jìn)行了探討，給出了來自神經(jīng)科學(xué)研究視角的新解釋。
　　通過對(duì)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論與成果整合，本文得到

6、以下五點(diǎn)重要結(jié)論:
　　(1)人們對(duì)不同類型安全標(biāo)志的危險(xiǎn)感知評(píng)分存在顯著差異。其中:警告類安全標(biāo)志的危險(xiǎn)評(píng)分最高，禁止類次之，指令類和提示類標(biāo)志危險(xiǎn)評(píng)分最低。
　　(2)人們對(duì)不同類型安全標(biāo)志的神經(jīng)感知與自動(dòng)加工過程存在顯著差異。其中:警告類安全標(biāo)志的危險(xiǎn)感知最強(qiáng)，禁止類安全標(biāo)志次之，指令類安全標(biāo)志的危險(xiǎn)感知最差。這種差異主要體現(xiàn)在P2、N2和N4三個(gè)顯著的ERP成分指標(biāo)的波幅與潛伏期的變化上，并大體形成自動(dòng)加工過程中的兩

7、個(gè)主要階段:自動(dòng)注意加工階段與自動(dòng)感知評(píng)估階段。
　　(3)人們對(duì)不同效價(jià)水平的安全標(biāo)志圖畫內(nèi)容十分敏感，并顯著影響到對(duì)真假安全標(biāo)志的神經(jīng)感知與自動(dòng)加工過程。這種影響與兩者在額區(qū)的P2、N2、P3和SNW成分的波幅差異有關(guān)，表明負(fù)性圖畫會(huì)比中性圖畫更易被快速感知和分離，并獲取更多的認(rèn)知資源去喚起人們長期記憶和相關(guān)負(fù)性經(jīng)歷，從而產(chǎn)生更高的危險(xiǎn)感知。
　　(4)人們對(duì)不同背景顏色安全標(biāo)志的神經(jīng)感知與自動(dòng)加工存在顯著差異。在自動(dòng)加

8、工過程中，安全標(biāo)志的背景顏色會(huì)對(duì)人們的感知加工過程產(chǎn)生一定的輔助和促進(jìn)作用，但對(duì)安全標(biāo)志危險(xiǎn)感知評(píng)估的影響并不顯著。其中，人們敏感于有顏色和無顏色的差別，且在早期的視覺加工階段中，黃色比藍(lán)色在大腦的喚醒程度與注意分類方面的優(yōu)勢(shì)非常顯著，這些差異主要在大腦顳枕區(qū)的P1與N1成分和額區(qū)的N2成分上有所體現(xiàn)（波幅與潛伏期）。
　　(5)人們對(duì)不同邊框形狀的安全標(biāo)志的神經(jīng)感知與自動(dòng)加工存在顯著差異。與顏色要素的作用相類似，在任務(wù)無關(guān)的實(shí)驗(yàn)

9、情境中，安全標(biāo)志的邊框形狀只能對(duì)人們的感知加工過程產(chǎn)生一定的輔助和促進(jìn)作用，但對(duì)安全標(biāo)志危險(xiǎn)感知的影響較為有限。其中，在早期的視覺加工階段中人們敏感于有邊框和無邊框的差別，且三角形比圓形在大腦的注意分類效果更好，這些差別主要體現(xiàn)在大腦顳枕區(qū)的P1、N1和P2成分在波幅與潛伏期上的差異。
　　本文將認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法引入到安全標(biāo)志類別及其設(shè)計(jì)屬性的研究中，其理論貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面:
　　(1)首次研究了人們對(duì)

10、不同類別安全標(biāo)志的危險(xiǎn)感知差異及其自動(dòng)加工過程。前人研究主要集中在安全標(biāo)志的設(shè)計(jì)屬性及其組合研究，且以警告類安全標(biāo)志為主，并未涉及不同類別安全標(biāo)志的差異研究。本文研究一則針對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的四類常用安全標(biāo)志，通過問卷調(diào)研和神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，分別研究了人們對(duì)不同類別安全標(biāo)志的危險(xiǎn)感知評(píng)分（四類）和大腦對(duì)不同類別安全標(biāo)志的感知差異及自動(dòng)加工過程（三類），不僅補(bǔ)充了安全標(biāo)志領(lǐng)域的理論研究，還為其提供了來自電生理層面的研究依據(jù)。
　

11、　(2)從神經(jīng)科學(xué)視角來研究安全標(biāo)志各設(shè)計(jì)屬性的影響。已有研究中對(duì)于安全標(biāo)志設(shè)計(jì)屬性及其組合的文章眾多，但除安全詞匯外，鮮有來自腦認(rèn)知方面的研究證據(jù)。本文研究二、研究三和研究四分別對(duì)安全標(biāo)志三大設(shè)計(jì)屬性開展了ERP實(shí)驗(yàn)研究，為前人的研究結(jié)論提供了新的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)和分析結(jié)果，從研究視角和實(shí)驗(yàn)方法上推進(jìn)了安全標(biāo)志設(shè)計(jì)屬性的研究，深化了人們對(duì)安全標(biāo)志設(shè)計(jì)屬性的自動(dòng)加工與感知差異，也為未來設(shè)計(jì)屬性及其組合的深入研究提供了示范。
　　(3)為已

12、有安全標(biāo)志信息處理的理論模型提供了新的補(bǔ)充。危險(xiǎn)信息處理兩階段(HPTS)模型曾在腦認(rèn)知層面揭示了人們對(duì)警示詞語的危險(xiǎn)評(píng)級(jí)過程。研究一則利用隱性實(shí)驗(yàn)范式研究了人們對(duì)安全標(biāo)志圖片的神經(jīng)感知與自動(dòng)加工過程，發(fā)現(xiàn)了新的自動(dòng)注意階段和自動(dòng)評(píng)估階段，為該模型提供了新的研究補(bǔ)充。
　　(4)為本領(lǐng)域的相關(guān)研究爭(zhēng)論提供了新發(fā)現(xiàn)。前人研究中，對(duì)于背景顏色和邊框形狀兩個(gè)設(shè)計(jì)屬性在安全標(biāo)志警示效果中的作用存在一定的學(xué)術(shù)分歧。部分學(xué)者認(rèn)為這兩個(gè)屬性提升

13、了警示效果，另一部分學(xué)者則認(rèn)為其作用十分有限。本文研究三和研究四從神經(jīng)科學(xué)視角對(duì)該爭(zhēng)論進(jìn)行了新探索。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在自動(dòng)加工過程中，背景顏色和邊框形狀對(duì)人們?cè)缙诘拇竽X喚醒和注意分類方面具有顯著的促進(jìn)作用，但后期對(duì)整體解讀與危險(xiǎn)感知的影響并不顯著。本文從新視角為前人的研究爭(zhēng)論提供了新發(fā)現(xiàn)，也為該爭(zhēng)論的深入研究提供了研究方法的新思路。
　　本文將認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)方法引入到安全標(biāo)志領(lǐng)域的研究中，為安全標(biāo)志的設(shè)計(jì)與使用提供嶄新的研究發(fā)現(xiàn)和理論補(bǔ)充，