高温作业环境中人的不安全行为实验研究

程 琛，张 驎，徐阿猛，丁 振

(华北科技学院，北京 东燕郊 101601)

0 引言

安全系统工程的研究表明，影响安全的因素主要是物的因素、人的因素和环境因素。大量的安全事故表明，导致伤害事故的主要原因中人的不安全行为占了70%以上[1-3]。疲劳会在一定程度上影响人的生理机能，导致工作效率降低，事故增加，而不良的作业环境则会加重人的疲劳感。因此“人”这一因素在安全生产和事故预防中均有重要意义。然而不安全行为一般具有一定的隐蔽性，较难及时发现和控制，在现实情况中常用的行为管理方法和模式往往滞后，不能做到及时的发现。在过去关于不安全行为的科学研究中很少用定量的数据来测评不安全行为。本文通过室内实验，对高温环境以及疲劳因素对人不安全行为影响程度进行定量分析，为相关企业改善工人作业环境、降低工人负荷强度、人员选拔等方面提供科学依据。

1 实验材料与方法

1.1 实验仪器

本研究所使用的仪器有：多态温控实验室，对高温环境进行模拟；频闪融合测定仪、注意力集中能力测试仪，主要用来测试人的生理心理指标；双手调节器、双臂调节器、九洞仪、凹槽，对人操作的速度与出错率进行检验。

1.2 测试对象

选择来自某煤炭院校采矿工程专业的本科生85人，性别都为男性，受试者年龄为20～25岁之间，平均年龄为23.5岁。

1.3 实验方法

本实验在四种不同测试条件下依次对人进行各项指标的检验。

条件1：在常温无劳动负荷情况下对测试对象进行生理、心理及动作稳定性测试，温度为18℃，湿度为40%。

条件2：在常温下对测试对象进行有负荷的劳动。进行5组哑铃弯举(每组30)、5组俯卧撑(每组30)、每组之间进行适当的休息。之后测试对象背上沙袋，手握锚杆在跑步机上行走30分钟，每10分钟进行一次休息。所有负荷完成后再对工人的生理心理及仪器操作指标测试。

一般具有下列条件之一的，即可认为是高温作业环境：(1)在有热源的作业场所，热源的散热率大于83.68 kJ/(m2·h)；(2)在寒冷地区，工作地的气温超过32℃；而在炎热地区，工作地的气温超过35℃；(3)工作地的热辐射强度大于4.184 kJ/(m2·h)；(4)工作地的气温超过30℃，相对湿度超过80%[4-6]。为了不受常温下负荷劳动产生疲劳的影响，间隔一周后再进行高温环境下的测试。

条件3：在多态温控实验室设定温度调为30℃，湿度为80%，测试对象在无负荷高温的环境下进行各项指标测试，为了突出高温作业环境对人的影响，测试对象在高温作业环境下待够30分钟再进行测试。

条件4：在高温作业环境下对测试对象进行负荷劳动后测试，负荷强度与条件2相同。

2 实验结果与分析

2.1 疲劳度分析

当被测试者观察一个闪烁频率较低的闪烁光源时，被测试者看到的光源是闪烁的。但是，当闪烁频率较高时，被测试者看到的光源则是连续。闪烁融合频率高低反映了人的疲劳程度，闪烁频率越低，代表人越疲劳。目前疲劳的分类方式大致有三种，一般情况下可以分为生理疲劳和心理疲劳。由图1可看出，条件2与条件1对比，红黄绿平均频率共降低了6.9，说明人在一定的负荷劳动后，肌肉缺乏力量和能量，主要是生理上产生疲劳，且疲劳程度不高；条件3与条件1对比差别不大，表示人短时内处在高温作业环境下，不进行负荷劳动，不会产生疲劳；条件4与条件3对比，红黄绿平均频率共下降了14.78，表示人在高温作业环境下劳动疲劳程度会增高。高温作业环境会降低人的工作兴趣和热情，产生厌倦情绪，使中枢神经细胞处于抑制的状态，产生心理生的疲劳。同时在高温环境下劳动，人体散热困难，生理上的疲劳也会加重。由于负荷测试时每个人用时在50分钟左右，测试时间较短，而企业里工人的工作时间大多是8小时工作制，所以工人如果长时间在高温作业环境中劳动，疲劳程度会更加明显。

图1 闪频融合频率均值变化柱状图

2.2 注意力集中能力分析

注意力集中测试仪主要用于考察测试对象的注意力集中程度，有在靶时间和出靶次数两指标。把测试仪的转速调为30 r/s，时间设定为1分钟，进行三次测试。

注意，作为一种复杂的心理现象，可以参与并渗透到人的心理的各个方面，包括对事物的情绪、认识、意志、情感等，它和安全的关系非常密切。注意能力是心理活动对一定客体产生的指向性、集中性的反应，是感知、记忆、思维过程中不可缺少的一项心理特征，其两个特征指向性、集中性之间是相互联系的[7-8]。

出靶次数和在靶时间都是反应人注意力集中的程度。

表1 出靶次数均值统计表

图2 在靶时间均值折线图

表1和图2都显示人在常温下负荷劳动后注意力集中能力下降，在高温环境下劳动注意力集中能力下将的更加明显，说明人的注意力与疲劳程度及所处的环境都有一定的关系。

注意的稳定性指注意长时间保持在某种事物或活动上的特性，通过比较表1中的三组数据，人在常温无劳动负荷的情况下，三组测试结果无明显变化；而负荷劳动或在高温环境下负荷劳动后三组测试的数值逐渐增加，表明，人的注意力稳定性会随着疲劳和环境的影响而降低。

工作中工人注意力不集中，则会对工人的操作安全带来危害，容易引发人的不安全行为，不少事故都是由此而发生的。

2.3 动作稳定性指标测定结果

动作操作稳定性的测试分为所用时间和出错次数两个指标。仪器有：九洞仪、凹槽、双臂调节器、双手调节器。

表2中，凹槽、双臂调节、双手调节在条件4情况下用时最少，而四种仪器在条件4情况下出错次数也最多。根据行为心理学的观点，人的行为模式可表示为：S(刺激)→O(机体)→R(反应)[9-10]，数据反应高温高湿环境对人的心理造成了影响，使人出现了尽快完成任务而不注重完成质量的心理，而疲劳的状态同时也导致操作的失误。条件2与条件1相比，测试对象的总出错次数增加了8次，表明人在疲劳状态下肌肉的工作能力、动作的稳定性会下降 ；条件3与条件1相比，总的出错次数增加了6，表明人处在高温作业环境中，心理上会烦躁不安、注意力分散、从而影响到人的安全行为能力。条件4与条件3相比，总的出错次数增加了22次。高温作业所引起的疲劳可使人脑皮层功能降低和适应能力减弱，是使疲劳加重的一个重要原因，随着高温作业所致的体温逐渐高，导致动作灵敏性和协调性下降，容易造成高温作业下生产性意外事故高发。

表2 动作稳定性指标均值表

3 结论及建议

3.1 结论

本文通过量化的办法，详细研究了在高温作业环境中人的作业工效的变化。研究表明：疲劳会影响人生理和心理机能，使动作的稳定性及协调性降低；高温作业环境会加重疲劳的程度，表现为注意力分散、心情烦躁不安、肌肉的工作机能下降、反应能力降低，是造成人不安全行为的一个重要环境因素，因此不适合长时间进行脑力及精确度较高的劳动；不同的人对热环境的适应性、动作的稳定性，以及心理素质都有较大的差异，相关企业在工作岗位上的选拨需有所参考，避免一些容易出错的人到要求较高的岗位工作而发生不必要的事故；若企业中存在高温高湿作业环境，则需对人的热耐受性进行测试、根据测试情况进行选派。

3.2 建议

随着社会的进步，企业应对危及人身安全以及影响工作效率的劳动条件有所改进，针对深部高温矿井、冶金等相关企业采取相应的措施改善作业环境、降低工人的劳动负荷强度，以达到安全、高效生产的目的。

1)加强领导，改善管理，严格遵守国家有关高温作业卫生标准搞好防暑降温工作,如按照《高温作业分级》(GB/T4200—1997)中的方法和标准，对高温作业场所进行分级和评价，一般应每年夏季进行一次。

2)合理设计工艺流程，改进生产设备和操作方法是改善高温作业劳动条件的根本措施。例如，钢水连铸、铸造、轧钢等的计算机化生产可以使作业人员远离热源，同时减轻劳动强度。

3)高温作业人员应补充与出汗量相等的水分和盐分。补充水分和盐分的最好办法就是供应含盐的饮料。一般每人每天供水3～5L,盐20g左右。饮料的含盐量以0.15%～0.2%为宜。饮水方式以少量多次为宜。另外，对高温作业人员应进行就业前体检。凡是有心血管系统器质性疾病，高血压、溃疡病、肝肾疾病、中枢神经系统器质性疾病等，均不宜从事高温作业。

4)高温作业人员的工作服，应以耐热、导热系数小而透气性能好的织物织成。防止辐射热，可用铝箔制的工作服。高温工作服最好是宽大而且又不妨碍操作的。此外，按照不同作业的需要,应供给工人工作帽、防护眼镜、面罩、手套、鞋等个人防护用品。

[1] 绍辉,邢志祥，等.安全行为管理[M].北京:化学工业出版社,2008.

[2] 张力,王以群,邓志良.复杂人—机系统中的人因失误[J].中国安全科学学报,1996,(6):35-38.

[3] 杨大明.人为失误原因分析与控制对策研究[J].中国安全科学学报,1997,7(1):14-17.

[4] 易树平.工作研究与人因工程[M].北京:清华大学出版社,2011.

[5] 刘卫东.高温环境对煤矿井下作业人员影响的调查研究[J].中国安全生产科学技术,2007,(6):43-45.

[6] 郭栓栋,孙建娅,侯兴爱.太钢高温作业危害调查.职业与健康[J],2006,22(15):1158-1159.

[7] 罗跃嘉,魏景汉.注意的认知神经科学研究[M].高等教育出版社, 2004.

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[9] Surry J.Industrial accident research:a human engineering appraisal[M].Canada:University of Toronto,1969.

[10] 绍辉,王凯全.安全心理学[M].北京:化学工业出版社, 2004.