楊亞格，孫林輝，代 宗，吳升林

（1.西安科技大學 管理學院，陜西 西安 710054；2．華能慶陽煤電有限責任公司 核桃峪煤礦，甘肅 慶陽 745306；3．陜煤集團神木紅柳林礦業(yè)有限公司，陜西 榆林 719300）

煤礦安全事故頻發(fā)[1]，加強安全生產(chǎn)管理是從源頭預防事故發(fā)生的重要手段[2]，設置安全標志是最常用的方法之一，煤礦利用安全標志預防礦工的不安全行為和減少事故發(fā)生[3]。能夠發(fā)現(xiàn)安全標志是礦工產(chǎn)生認知行為的前提[4]，此過程易受環(huán)境因素的影響，尤其是光照條件。Owens DA和Tyrrell RA[5]創(chuàng)新性的利用Landolt C儀器，定量研究了照度、對比度和清晰度對視覺敏銳性的影響，發(fā)現(xiàn)一定照度范圍內(nèi)，視覺敏銳性隨著照度的下降而減弱。煤礦井下光照環(huán)境復雜，時間過長易產(chǎn)生視覺疲勞[6]，對礦工發(fā)現(xiàn)安全標志、識讀標志內(nèi)容有很大影響，景國勛等[7]在低光照度條件下研究了被試的持續(xù)視覺注意。礦工對安全標志的認知也受標志自身因素的影響[8]。安全標志由圖形符號、安全色、邊框形狀或文字組成[9]。早期對安全標志屬性特征的研究大都采用定性研究的方法，Purkinje[10]率先觀察發(fā)現(xiàn)人在低照明水平下，對顏色的視覺注意往光譜的高頻藍端遷移;Carter[11]研究了標志背景色與標志其它顏色差異對視覺搜索的影響，顏色差異越大越容易引起人的注意。隨著技術的進步，國內(nèi)部分學者使用了眼動追蹤技術進行研究，張坤等[12]研究了安全標志的邊框形狀、邊框顏色對人視覺注意效果的影響；景國勛等[13]對警示語標識進行了研究，發(fā)現(xiàn)被試更易發(fā)現(xiàn)紅底白字的警示語。綜上所述，國內(nèi)外學者在研究安全標志對人視覺注意產(chǎn)生的影響時，主要是通過發(fā)放問卷或訪談等方法進行。為此，使用SMI-RED眼動儀，追蹤不同光照強度下，安全標志的4種邊框顏色、4種邊框形狀、2種背景對比色對被試視覺注意效果影響，采集眼動數(shù)據(jù)，比較被試的首次注視時間（FFD）和注視點個數(shù)（FC）的差異。

1 視覺認知眼動實驗

1）被試選取與實驗環(huán)境。通過征集，選取了31名采礦與安全相關專業(yè)的大學生為被試，自愿參加實驗。其中男性13名、女性18名，平均年齡為23.6歲，矯正視力均為1.0以上，均無色盲或色弱，辨色正常。實驗完成后，為被試發(fā)放適當報酬。實驗安排在溫度適宜、安靜無噪聲的實驗室中進行，依照我國GB 50215—2015煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范[14]，結(jié)合井下實際檢測結(jié)果將室內(nèi)光照強度和顯示器屏幕亮度設定為高、低2種光照強度。

2）試驗設備。實驗選用SMI-RED型眼動儀，采樣率設置為60 hz，采用高清OLED21寸液晶顯示器播放實驗素材，被試眼睛與顯示器的距離設定為60 cm。

3）實驗材料。按GB 2893—2008安全色[15]對顏色（紅、黃、藍、綠）、對比色（黑、白）進行設計，依據(jù)GB 2984—2008安全標志及其使用導則[16]對4種標志的邊框形狀進行設計（三角、圓形、斜杠圓、方形）。所有圖片均進行處理，圖片大小和像素與選用的顯示器相同。根據(jù)4種邊框顏色、4種邊框形狀、2種背景對比色設計3組實驗材料，每組材料包含4張圖片。第1組自變量為顏色，控制變量為形狀和對比色，形狀設定為不規(guī)則圖形以避免形狀變量的影響；第2組自變量為形狀，控制每個素材的形狀和對比色相同，邊框顏色設定為黑色以避免顏色變量的影響；第3組自變量為對比色，控制每個素材的顏色和形狀相同。隨機分配每張圖片中各素材的位置，以降低人的閱讀順序所產(chǎn)生的實驗誤差。

4）實驗設計和實驗程序。眼動實驗開始時，屏幕上呈現(xiàn)實驗指導語使被試能夠正確理解實驗內(nèi)容。完畢后，進行眼動校準，校準橫、縱誤差要滿足實驗要求。校準完成后，屏幕呈現(xiàn)1 000 ms灰色空白屏，接著被試自由瀏覽隨機呈現(xiàn)的自變量分別為顏色、形狀、對比色的3組圖片，每張圖片呈現(xiàn)2 000 ms，每2張圖片間用1 000 ms的灰色空白屏幕掩蔽。低光照強度下，實驗流程與高光照強度一致，實驗開始前，先安排被試進入與實驗室光照環(huán)境相同的等候室等待，當能夠辨識屏幕上的文字后再進行實驗。

2 實驗結(jié)果

將31名被試的眼動數(shù)據(jù)按照不同的光照強度和安全標志的3類屬性特征進行匯總整理，統(tǒng)計被試的首次注視時間和注視點個數(shù)，首次注視間越短，注視點個數(shù)越多，自變量對被試視覺注意的影響越顯著。依據(jù)兩標準差法對被試的眼動數(shù)據(jù)進行篩選，剔除數(shù)據(jù)異常值后，將數(shù)據(jù)導入SPSS 26.0，并利用Origin軟件進行統(tǒng)計分析。

2.1 光照強度與屬性特征的交互作用

對首次注視時間和注視點個數(shù)進行單變量分析，光照強度與屬性特征單變量分析見表1。簡單效應檢驗和主效應檢驗的結(jié)果顯示，光照強度與屬性特征對被試首次注視時間的影響存在顯著交互作用，屬性特征對被試注視點個數(shù)的主效應顯著。

表1 光照強度與屬性特征單變量分析Table 1 Univariate analysis of lighting intensity and characteristics

2.2 光照強度對被試視覺注意的影響

依據(jù)高、低2種光照強度對實驗數(shù)據(jù)進行分類，光照強度單因素方差分析結(jié)果見表2。2種光照強度下，首次注視時間F=12.809，Sig=0.001＜0.050；注視點個數(shù)F=0.019，Sig=0.891＞0.050，表明光照強度對被試首次注視時間的影響具有顯著差異，對注視點個數(shù)的影響不具有顯著差異。進行描述性統(tǒng)計分析后，高光照強度下，被試的首次注視時間為303.28 ms小于低光照強度下的367.67 ms，被試在高光照強度下的視覺注意程度更大。

表2 光照強度單因素方差分析Table 2 One-way ANOVA of lighting intensity

2.3 屬性特征對被試視覺注意的影響

2.3.1 邊框顏色對被試視覺注意的影響

屬性特征為邊框顏色時，邊框顏色單變量分析見表3。光照強度和邊框顏色對被試首次注視時間（Sig=0.006＜0.05）和注視點個數(shù)（Sig=0＜0.05）的影響具有顯著交互作用；其主效應檢驗的結(jié)果顯示，邊框顏色對被試首次注視時間和注視點個數(shù)的影響不具有顯著差異。邊框顏色FFD和FC均值如圖1，高光照強度下，首次注視時間較短的為紅色和綠色，注視點個數(shù)較多的為黃色和紅色；低光照強度下，首次注視時間較短的為綠色和藍色，注視點個數(shù)較多的為綠色和藍色。

表3 邊框顏色單變量分析Table 3 Univariate analysis of frame color

圖1 邊框顏色FFD和FC均值統(tǒng)計Fig.1 FFD and FC mean statistics of frame color

2.3.2 邊框形狀對被試視覺注意的影響

屬性特征為邊框形狀時，邊框形狀單變量分析見表4，光照強度和邊框形狀對被試首次注視時間和注視點個數(shù)的影響不具有顯著交互作用；其主效應檢驗的結(jié)果顯示，4種邊框形狀對被試首次注視時間的影響不具有顯著差異，對被試注視點個數(shù)的影響（Sig=0＜0.05）具有顯著差異。邊框形狀FFD和FC均值統(tǒng)計如圖2，高光照強度下，首次注視時間較短的為三角形和圓形，注視點個數(shù)較多的為三角形和斜杠圓形；低光照強度下，首次注視時間較短的為三角形和方形，注視點個數(shù)較多的為三角形和斜杠圓形。

表4 邊框形狀單變量分析Table 4 Univariate analysis of frame shape

圖2 邊框形狀FFD和FC均值統(tǒng)計Fig.2 FFD and FC mean statistics of frame shape

2.3.3 背景對比色對被試視覺注意的影響

屬性特征為背景對比色時，背景對比色單變量分析見表5，光照強度和對比色對被試首次注視時間和注視點個數(shù)的影響不具有顯著交互作用；其主效應檢驗的結(jié)果顯示，2種背景對比色對被試首次注視時間（Sig=0.004＜0.05）和注視點個數(shù)（Sig=0.001＜0.05）的影響具有顯著差異。通過黑白對比色FFD和FC均恒統(tǒng)計得出，2種光照強度下，首次注視時間較短和注視點個數(shù)較多的均為白對比色。

表5 背景對比色單變量分析Table 5 Univariate analysis of contrasting color

3 結(jié) 語

運用眼動追蹤技術，分析不同光照強度下，安全標志屬性特征對礦工視覺注意效果的顯著性影響。在不同光照強度下，安全標志屬性特征的差異能顯著影響被試的視覺注意。光照強度和邊框顏色對安全標志視覺注意效果存在顯著性差異。低光照度環(huán)境下，感光細胞中的視桿細胞工作，導致被試對顏色的分辨能力下降，綠色與黑色的明度差更大，更易引起被試的注意。2種光照強度下，被試均先注意三角形和白對比色。