建筑事故应激生理反应基础实验研究*

陈娜　张香成　陈金刚　张超　张静涛

(郑州大学力学与工程科学学院　郑州 450001)



安全管理与咨询

建筑事故应激生理反应基础实验研究*

陈娜张香成陈金刚张超张静涛

(郑州大学力学与工程科学学院郑州 450001)

拟通过事故应激和生理指标测量来定量评估建筑个体的应急素质。通过实验测量个体应激前后生理指标的变化情况，创新提出个体事故应激反应计算公式，定量计算出个体应激反应大小，并探讨其和性别及有无专业知识背景的关系。结果发现，所有4个生理指标实验后与前相比均发生非常显著的变化(P<0.01)，其中心率、收缩压、舒张压均升高，鼻尖皮温降低。男性的应激反应程度显著小于女性(P<0.05)，有安全专业知识背景的个体应激反应非常显著地小于没有安全专业知识背景的(P<0.01)。研究结果还可以用来对个体的应激反应水平进行区间划分，以进行有针对性的培训和合理的岗位匹配。

建筑事故生理实验应激反应定量评估

0　引言

相关研究表明，个体在遭遇突发事件时某些生理指标会明显波动[1]，这些波动与其应对突发事件的素质密切关联[2]，即个体的应急能力素质可依靠生理性应激变化程度来进行度量[3]。在突发状况时，相关生理指标的波动越大，个体的焦虑和紧张程度越高；不同高、低情绪稳定性个体的生理活动存在差异，高应急能力人员抗负性情绪能力强，生理指标变化率较低，可更冷静地处理突发事件，更好地完成相关工作[4]。这些都说明生理指标的变化程度可以反映出个体应对突发事件的能力大小。本文拟通过事故应激实验来测量相关生理指标的变化情况，进而评估建筑个体面对突发事件时的应急素质，为关键岗位员工的选拔调配、安全培训等提供参考。

1　生理指标的选择

个体在遇到突发状况时，一般会产生紧张、恐惧和焦虑的心理及情绪体验，相应地身体将处于应激状态，产生一系列的心理反应和生理变化[4]，导致情绪、心理、生理异常，进而影响行为反应和应对能力。研究发现，当处于应激和紧张状态时，肾上腺皮质激素大量产生，机体将处于充分的动员状态，一般会出现心率加快[5]、皮电增加[6]、血压升高[7]、皮温降低[8]、R 波振幅和呼吸率增大[9]、瞳孔直径变大[10]等现象。这些生理指标的应激实验测量目前主要应用在驾驶员[11]、飞行员[12]、运动员[13]等方面，建筑安全和其他领域涉及较少。笔者拟借鉴生理指标在测量驾驶员、飞行员、运动员、消防员、士兵和护士等应对突发状况能力方面的应用，将其应用到建筑行业，即用突发事故时个体生理指标的波动情况来定量评估建筑作业人员的应急素质。

根据生理指标的选择原则----变化显著、准确度高、方便测量等，结合实际实验条件，本文初步选择心率、收缩压、舒张压、鼻尖皮温[14]4个指标进行实验。

2　实验

2.1事故统计和模拟

建筑施工行业主要存在6大伤害：高处坠落，坍塌，物体打击，起重伤害，机械伤害，触电，其中高处坠落、坍塌和物体打击为前3名高发性事故类型，且高处坠落事故所占比例最大[15]。本文主要针对高处坠落、坍塌和物体打击3个高发性事故，进行相应突发事故场景的选取，对个体的生理指标进行测量。

2.2实验对象的选择

选取郑州大学安全工程专业在校本科生为研究对象。依据性别和有无专业知识背景条件，共选取实验对象20名：男性10名，女性10名；教育层级方面，大三的已经学习过并具有一定安全专业知识背景的学生10名，大二的还没有学习过安全专业知识的学生10名。

2.3实验仪器和指标

实验仪器：电子血压心率计(HEM-4030),数字皮温计(BD-II-604)。

测量指标：心率，收缩压，舒张压，鼻尖皮温。

2.4实验流程

针对高处坠落、坍塌和物体打击这3类建筑高发性事故，选取并组合3D突发事故场景视频作为应激源，让被试人员佩带3D眼镜观看视频，以唤起他们身临其境的感觉和应激状态。在观看事故视频前首先对实验对象进行4种生理指标的测量，作为实验前的基础测量值，然后让实验对象在安静的房间独自观看组合的3D事故视频，看完后立即对实验对象重新进行4种生理指标的测量，测试方法和步骤与实验前完全相同。对实验数据进行记录和保存。重复上述步骤，直至20名受试人员全部测完，实验结束。

3　数据处理分析和计算

数据处理分析使用软件IBM SPSS Statistics 21.0。数据处理中，男性用数字1、女性用数字0代替；大三用数字3、大二用数字2代替，分别代表有、无专业知识背景。

3.1数据处理分析

运用IBM SPSS Statistics 21.0对所有20名实验对象实验后vs前的生理指标差值进行单样本T检验(检验值=0，N=20)，结果如表1所示。

表1　单个样本检验

小结：4个生理指标实验后与前相比均发生非常显著的变化(P<0.01)，其中心率、收缩压、舒张压值实验后与前均升高(均值差值>0)，鼻尖皮温实验后与前降低(均值差值<0)。

3.2应激反应大小的计算

3.2.1计算公式的提出

以平均值波动水平为基础和依据，创新提出个体事故应激反应大小的计算公式(以S表示)：

Sj=∑±(xij-ai)无量纲

(1)

注：若实验后与前生理指标值整体增加，则式(1)中间取正号“+”，反之取负号“-”。

ai=(∑xij)/20，i=1,2,3,4;j=1,2,3,…，20。

此外，S的平均水平为0。当S>0时，说明个体实验后生理指标整体波动大于平均水平，对突发事故的应激反应程度较大；当S<0时，说明个体实验后生理指标整体波动小于平均水平，对事故的应激反应程度较小；S值越小，代表个体应激生理反应越小，应急素质越好，反之则越差。

3.2.2个体事故应激反应大小的计算

个体事故应激反应S的计算结果见表2。图1为20名实验对象应激反应对比图。

表2　个体应激反应大小S的计算

图1实验对象的应激反应对比

根据图1，可以按照实际需要把个体的应激波动水平划分为不同的区间，如<-10，[-10,0)，[0,

10]，>10等，分别对应：对事故的应激反应很小，较小，较大，很大，或相应的应急素质很好、较好、较差、很差等，以便进行有针对性的安全培训和岗位匹配。

3.3应激反应大小的影响因素

(1)应激反应和性别(独立样本T检验；1：男性，0: 女性)的实验结果见表3、表4。

表3　组统计量

表4　独立样本检验

小结：个体应激反应程度在男女性别上存在显著的差异(P<0.05)，男性的应激波动水平小于女性(均值差值<0)。

(2)应激反应与有无安全专业知识背景(独立样本T检验；3:已学过安全专业知识，2：未学过安全专业知识)的实验结果见表5、表6。

表5　组统计量

表6　独立样本检验

小结：个体应激反应程度在有无安全专业知识背景方面存在非常显著的差异(P<0.01)，有安全专业知识背景的应激波动水平明显小于没有安全专业知识背景的(均值差值<0)。

4　结论

(1)4个生理指标实验后与前相比均发生非常显著的变化(P<0.01)，其中心率、收缩压、舒张压值实验后与前均升高(均值差值>0)，鼻尖皮温实验后与前降低(均值差值<0)。

(2)以平均值波动水平为基础创新提出的个体事故应激反应大小计算公式，可以较好地计算和评估个体应激反应波动状况。公式中，S值越小，代表个体应激反应程度越低，应急素质越好；S值越大，则应激反应水平越高，应急素质越差。企业实际应用时，可以据此把个体的应激波动水平划分成不同的区间，如很大、较大、一般、较小、很小等，以进行有针对性的安全培训和合理的岗位匹配。

(3)个体应激反应程度在男女性别上存在显著的差异(P<0.05)，男性的应激波动水平小于女性(均值差值<0)。

(4)个体应激反应程度在有无安全专业知识背景方面存在非常显著的差异(P<0.01)，有安全专业知识背景的应激波动水平明显小于没有安全专业知识背景的(均值差值<0)。

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Preliminary Physiological Experiment Study on Individual Stress Response to Construction Accidents

CHEN NaZHANG XiangchengCHEN JingangZHANG ChaoZHANG Jingtao

(SchoolofMechanics&EngineeringScience,ZhengzhouUniversityZhengzhou450001)

This paper intends to quantitatively evaluate the individual emergency quality in construction accidents by carrying out stress experiment and physiological measurement. Through experiment, the changes of individual physiological indexes are measured and analyzed before and after the stress. Then it puts forward creatively the calculating formula of individual accident stress response level, calculates and assesses the individual stress response degree quantitatively, and discusses its effect factors. The results show that: All the four indicators change very significantly after experiment vs before(P<0.01), in which heart rate, systolic blood pressure and diastolic blood pressure are all increased, and nose skin temperature is decreased. Individual accident stress response degree has significantly difference in gender(P<0.05), and male's is smaller than female's. Those who have learned safety professional knowledge have much smaller stress response level than those not learned(P<0.01). The results can also be used to make different interval division for individual stress response level, so as to carry out targeted safety training and job matching in construction companies.

construction accidentsphysiological experimentstress responsequantitative evaluation

国家自然科学基金青年科学基金(51308505)，国家留学基金(CSC NO. 201407045041)，郑州大学青年骨干教师项目(校人事〔2015〕1号)，河南省教育厅科学技术研究重点项目(12A620003)。

陈娜，女，1981年生，博士，硕士生导师，主要研究方向为安全工程管理、安全人机工程。

2016-04-26)