安全管理中安全標志及其設計要素的感知機理研究——基于神經(jīng)工業(yè)工程的視角.pdf

1、工業(yè)工程是管理科學與工程領域中的重要分支，而安全生產(chǎn)更是工業(yè)工程管理研究中的熱點問題。進入21世紀以來，中國工業(yè)化加速，但安全生產(chǎn)問題亦日益嚴重，各類安全事故對生命財產(chǎn)與社會和諧造成了巨大的危害。安全標志是安全管理工作中的重要手段，被廣泛地應用于社會生產(chǎn)與生活中。但通過實地調研和相關事故案例分析可以發(fā)現(xiàn)，目前安全標志在設計和使用上均存在較為嚴重的問題，致使其警示效果大打折扣，特別是部分安全標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，對現(xiàn)有安全標志的設計與應用等問題進行分析和研討具有重要的研究價值。
　　安全標志的設計與應用研究由來已久，但其成果大多基于問卷研究和行為實驗，缺少來自腦認知與電生理層面的理論研究。安全標志的設計應符合人們的大腦認知與主觀體驗，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)領域的研究重點?；仡櫱叭顺晒腥矫娴年P鍵問題尚待解決:(1)人們對不同

3、類型安全標志的危險感知評分是否存在差異？(2)人們是如何對安全標志進行神經(jīng)感知與自動加工的？(3)安全標志的設計要素是否會對人們的神經(jīng)感知與自動加工過程產(chǎn)生影響，其原因何在？本研究聚焦于以上三個關鍵問題，以安全標志及其設計要素的神經(jīng)感知與自動加工過程為研究目標，以“總分式”邏輯框架，設計并完成了四項系列研究。
　　研究一采用問卷訪談與ERP（事件相關電位）神經(jīng)科學實驗相結合的方式，研究了人們對不同類型安全標志的危險感知評分是否存在

4、差異，以及自動加工過程中的神經(jīng)感知差異。研究一作為本文系列研究的實驗基礎和初步工作，為后面三項子研究的研究方法和實驗設計進行了探索性的嘗試，也為后面章節(jié)的討論與總結奠定了基礎。
　　研究二在研究一的基礎上，對安全標志圖畫內容要素進行了研究。該研究參考了研究一的實驗范式，對實驗刺激材料進行嚴格控制，研究了人們對不同效價安全標志圖畫內容的自動加工過程和感知差異，從而考察該要素對安全標志設計的影響及其成因。
　　研究三參考研究一的

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

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

7、個主要階段:自動注意加工階段與自動感知評估階段。
　　(3)人們對不同效價水平的安全標志圖畫內容十分敏感，并顯著影響到對真假安全標志的神經(jīng)感知與自動加工過程。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，表明負性圖畫會比中性圖畫更易被快速感知和分離，并獲取更多的認知資源去喚起人們長期記憶和相關負性經(jīng)歷，從而產(chǎn)生更高的危險感知。
　　(4)人們對不同背景顏色安全標志的神經(jīng)感知與自動加工存在顯著差異。在自動加

8、工過程中，安全標志的背景顏色會對人們的感知加工過程產(chǎn)生一定的輔助和促進作用，但對安全標志危險感知評估的影響并不顯著。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，黃色比藍色在大腦的喚醒程度與注意分類方面的優(yōu)勢非常顯著，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)人們對不同邊框形狀的安全標志的神經(jīng)感知與自動加工存在顯著差異。與顏色要素的作用相類似，在任務無關的實驗

9、情境中，安全標志的邊框形狀只能對人們的感知加工過程產(chǎn)生一定的輔助和促進作用，但對安全標志危險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。
　　本文將認知神經(jīng)科學實驗方法引入到安全標志類別及其設計屬性的研究中，其理論貢獻和創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下四個方面:
　　(1)首次研究了人們對

10、不同類別安全標志的危險感知差異及其自動加工過程。前人研究主要集中在安全標志的設計屬性及其組合研究，且以警告類安全標志為主，并未涉及不同類別安全標志的差異研究。本文研究一則針對國家標準規(guī)定的四類常用安全標志，通過問卷調研和神經(jīng)科學實驗相結合的方式，分別研究了人們對不同類別安全標志的危險感知評分（四類）和大腦對不同類別安全標志的感知差異及自動加工過程（三類），不僅補充了安全標志領域的理論研究，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)科學視角來研究安全標志各設計屬性的影響。已有研究中對于安全標志設計屬性及其組合的文章眾多，但除安全詞匯外，鮮有來自腦認知方面的研究證據(jù)。本文研究二、研究三和研究四分別對安全標志三大設計屬性開展了ERP實驗研究，為前人的研究結論提供了新的實驗發(fā)現(xiàn)和分析結果，從研究視角和實驗方法上推進了安全標志設計屬性的研究，深化了人們對安全標志設計屬性的自動加工與感知差異，也為未來設計屬性及其組合的深入研究提供了示范。
　　(3)為已

12、有安全標志信息處理的理論模型提供了新的補充。危險信息處理兩階段(HPTS)模型曾在腦認知層面揭示了人們對警示詞語的危險評級過程。研究一則利用隱性實驗范式研究了人們對安全標志圖片的神經(jīng)感知與自動加工過程，發(fā)現(xiàn)了新的自動注意階段和自動評估階段，為該模型提供了新的研究補充。
　　(4)為本領域的相關研究爭論提供了新發(fā)現(xiàn)。前人研究中，對于背景顏色和邊框形狀兩個設計屬性在安全標志警示效果中的作用存在一定的學術分歧。部分學者認為這兩個屬性提升

13、了警示效果，另一部分學者則認為其作用十分有限。本文研究三和研究四從神經(jīng)科學視角對該爭論進行了新探索。實驗發(fā)現(xiàn)在自動加工過程中，背景顏色和邊框形狀對人們早期的大腦喚醒和注意分類方面具有顯著的促進作用，但后期對整體解讀與危險感知的影響并不顯著。本文從新視角為前人的研究爭論提供了新發(fā)現(xiàn)，也為該爭論的深入研究提供了研究方法的新思路。
　　本文將認知神經(jīng)科學方法引入到安全標志領域的研究中，為安全標志的設計與使用提供嶄新的研究發(fā)現(xiàn)和理論補充，