高原旅客列車乘務人員職業(yè)適應性指標

施紅生，邱永祥，趙亞林，楊玉森，谷麗華

(中國鐵道科學研究院 節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

高原旅客列車乘務人員職業(yè)適應性指標

施紅生，邱永祥，趙亞林，楊玉森，谷麗華

(中國鐵道科學研究院 節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

研究高原旅客列車乘務人員職業(yè)適應性指標，建立可行的乘務人員醫(yī)學選訓，健康監(jiān)護制度。應用流行病學研究方法，通過不同行車路線、車次進藏列車空氣環(huán)境試驗，乘務人員人群試驗，對與急性高原反應密切相關的重要生理學參數(shù)進行試驗調(diào)查，觀察人體呼吸、脈搏、血壓、血氧飽和度等主要生理指標隨海拔增高，氧分壓下降而變化的規(guī)律。篩選確定呼吸頻率、脈搏、血氧飽和度3項指標能相對敏感地反映機體缺氧狀態(tài)，與急性高原反應發(fā)生癥狀相關，可作為快速檢測進藏列車乘務人員高原適應性的生理指標。

青藏列車;職業(yè)適應性指標;高原反應

青藏鐵路2006年7月1日通車運營，開行北京、上海、廣州、成都/重慶、西寧/蘭州至拉薩5趟特快旅客列車，年運送旅客達143萬人次。北京、上海、廣州、成都/重慶至拉薩4條線路均為高海拔大跨度運營作業(yè)，行程高度差為4 500～5 000 m，列車乘務員采用全程擔當值乘方案。格拉段沿線空氣稀薄、低氧、高寒、強紫外線，對鐵路運營人員身體健康和勞動能力帶來很大影響。應用流行病學研究方法，通過不同行車路線、車次乘務人員人群試驗，對與急性高原反應和高原病密切相關的重要生理學參數(shù)進行試驗調(diào)查，建立可行的乘務人員醫(yī)學選訓，健康監(jiān)護和職業(yè)輪崗制度。

1 試驗內(nèi)容

以上?！_和廣州—拉薩試驗列車，北京—拉薩和西寧—拉薩正式運營列車為試驗對象。測試線路海拔＜500 m、1 500～2 000 m、3 000～3 500 m、4 000～4 800 m車廂內(nèi)氧氣分壓，調(diào)查初次上高原列車乘務人員和正式運營1.5～2個月列車乘務人員高原反應癥狀，測試呼吸頻率、脈搏、血氧飽和度、血壓等生理指標、體力勞動強度，以及高原應激精神心理狀況。選擇同車次相應旅客的高原反應癥狀和生理指標作為參照。

2 結(jié)果分析

2.1 高原反應癥狀

由表1可以看出，中度以上高原反應及其主要癥狀頭痛和嘔吐的發(fā)生與車內(nèi)氧含量有關，多次上高原乘務人員高原反應癥狀比初次上高原乘務人員癥狀要重2倍以上。

表1 高原列車乘務人員高原反應癥狀

將初次上高原和運營一個半月后列車乘務人員格拉段高原反應評分分別作頻數(shù)分布圖1、圖2，乘務人員高原反應評分在兩個階段試驗中表現(xiàn)出明顯不同，初次上高原的中度以上高原反應為2%，輕度高原反應為 13%，無高原反應的為85%，但運營一個半月后，中度以上高原反應上升為12%，輕度高原反應上升為56%，無高原反應的降為32%，高原反應累積效應明顯?？赡艿囊蛩赜袃煞矫?，一是運營車乘務人員較無旅客的試驗車乘務人員工作負荷大得多，格拉段作業(yè)的勞動強度致使疲勞程度增加，誘發(fā)高原反應癥狀升高，這些可以通過調(diào)整工時制度和減輕勞動強度得到緩解;二是個體本身高原應激反應強烈，在目前格拉段尚有供氧措施的情況下仍表現(xiàn)為中度以上高原反應，表明機體高原適應能力較差，且可能造成不良的遠期影響，這部分人不宜在高原列車上工作。

圖1 初次上高原列車乘務人員格拉段高原反應評分頻數(shù)分布

2.2 生理指標反應

檢查發(fā)現(xiàn)，高原反應生理指標以呼吸頻率、脈搏、血氧飽和度與車內(nèi)氧含量關系密切，經(jīng)方差分析分別為F=14.132，P＜0.001;F=21.024，P＜0.001;F=135.705，P ＜0.001。急性高原反應癥狀評分與生理指標的呼吸頻率、脈搏、血氧飽和度有相關性，經(jīng)統(tǒng)計相關系數(shù) r分別為 0.327，0.208，－0.424，P均小于0.01。見表2。

圖2 第5次上高原列車乘務人員格拉段高原反應評分頻數(shù)分布

如以平原呼吸頻率 ＞20次/min、脈搏 ＞100次/min、收縮壓＞140 mmHg、舒張壓 ＞90 mmHg為異常，血氧飽和度平原＜90%，海拔3 000 m以上＜85%為異常，結(jié)果呼吸頻率、脈搏、血氧飽和度3個指標異常發(fā)生率在不同海拔高度體檢中，經(jīng)卡方檢驗有極顯著性差異，P＜0.01，表明車內(nèi)氧含量對這3個生理指標有較大的影響，見圖3。

圖3 氧氣分壓與生理指標異常率

2.3 生理適應指標值試驗

生理指標反應試驗表明，呼吸頻率、脈搏、血氧飽和度3項指標能相對敏感地反映機體缺氧狀態(tài)，與急性高原反應發(fā)生癥狀相關，可作為車上快速檢測機體高原反應的生理指標。將初次上高原和運營一個半月后列車乘務人員格拉段高原反應生理指標分別作頻數(shù)分布圖，根據(jù)指標對機體耐氧重要性，車內(nèi)富氧技術條件，以指標的90% ～95%頻數(shù)限確定目前格拉段運營條件下乘務人員的生理適應性指標限值，見表3。由表3顯示，呼吸頻率分布在兩階段試驗中峰值未發(fā)生大的變化，較平原增加6～10次/min，90%～95%正常上限值兩階段試驗沒有變化，取30次/min作為格拉段正常上限值。脈搏第一階段試驗中頻數(shù)峰值為100次/min，第二階段為90次/min，分別較平原增加了18次/min和7次/min，有較大適應性變化幅度，可取初次高原 115次/min和適應性105次/min兩個正常上限值。血氧飽和度兩階段頻數(shù)峰值均為92%，依車內(nèi)供氧狀況可比平原減少6%～10%，有一定適應性變化幅度，可取初次高原80%和適應性85%兩個正常下限值。血氧飽和度受車內(nèi)供氧狀況影響較大，供氧狀況正常，血氧飽和度可以提高5%，正常下限值可以達到90%。因此，血氧飽和度可以作為車內(nèi)富氧條件的輔助評價指標。血壓值在兩階段試驗間沒有明顯的變化，在第二階段試驗中格拉段與平原相比，血壓可能會有8～10 mmHg的上升幅度，但總體而言90% ～95%正常上限值收縮血壓不會超過140 mmHg，舒張血壓不會超過 90 mmHg，但在140/90 mmHg范圍內(nèi)，可以限定血壓上升幅度。

表2 高原列車乘務人員生理指標反應

確定目前格拉段海拔4 000 m以上運營條件下乘務人員車上快速檢測生理適應性指標限值，如表4。

表3 高原列車乘務人員平原與格拉段運行區(qū)段生理指標頻數(shù)分布限值

3 生理適應指標影響因素

3.1 年齡

鐵道部對執(zhí)行青藏鐵路客運任務的乘務人員提出了年齡不超過45歲的限制，這項要求大大規(guī)避了年齡因素促發(fā)高原反應的風險。本項研究對象乘務人員平均年齡為25.4歲，最大為41歲。經(jīng)分析，年齡因素主要對血壓有較大的影響，年齡增長血壓升高，因子篩檢收縮壓 r=0.532，P＜0.01;舒張壓 r=0.614，P＜0.01。對其它生理指標，以及急性高原反應評分、頭痛嘔吐等沒有影響。

3.2 性別

研究表明，不同性別在急性高原反應癥狀的發(fā)生、高原反應評分方面沒有顯著差別，但在高原反應生理指征方面，對呼吸、血壓有較大影響。方差分析，呼吸 F=13.403，P＜0.01，收縮壓 F= 37.949，P＜0.001，舒張壓F=34.010，P＜0.001。呼吸、血氧飽和度女性高于男性，血壓、脈搏女性低于男性，見表5。提示在進行試驗與資料分析過程中注意消除性別混雜因素對上述生理指標結(jié)果造成的影響。

表5 高原列車乘務人員格拉段生理指標男女比較

3.3 車次

車次主要表現(xiàn)為所用客車車體的不同，以及乘務人員來源的地域區(qū)別。試驗期間北京運營車(27/28車次)格拉段車內(nèi)氧分壓水平為 12.78 kPa，西寧車(917/918車次)平均為13.70 kPa，北京車比西寧車平均低0.93 kPa，乘務人員來自北京和周邊的河北省平原地區(qū)。西寧運營車車內(nèi)供氧效果明顯好于北京運營車，乘務人員均在西寧地區(qū)居住。為消除性別因素對分析結(jié)果的影響，以27/28次3組、2組和917/918車次的男性乘務人員車內(nèi)檢查資料作為對象進行方差分析，結(jié)果高原反應的頭痛癥狀F=5.388，P＜0.01;收縮血壓F=6.581，P＜0.01;舒張血壓 F=11.129，P＜0.001;血氧飽和度F=5.575，P＜0.01等幾項指標有極顯著性差異，其它試驗指標沒有差異。對這幾項有顯著性的指標進一步分析發(fā)現(xiàn)，27/28次3組、2組與917/918次兩兩t檢驗比較，上述4項指標除917/918→27－2的頭痛外，均有顯著性差異，而27/28次3組、2組之間比較僅頭痛指標有顯著性差異，另3項指標沒有差異，見表6。因而可以認定車次間的差異來源于西寧始發(fā)車與北京始發(fā)車間的差異，同一車次不同車組間則沒有差異。

表6 不同車次高原反應顯著性指標兩兩比較t檢驗結(jié)果

我們還應注意到這個結(jié)論沒有排除年齡因素的影響，在格拉段試驗中，年齡對血壓的變化有較大影響，這在年齡影響因素中已經(jīng)分析過，因此必須排除年齡因素的影響。根據(jù)年齡與血壓密切相關的結(jié)論及相應的回歸方程對年齡因素加以排除。根據(jù)本次試驗男性乘務人員血壓檢查資料進行回歸分析，得出血壓與年齡的回歸方程為:

收縮血壓:y=1.021x+89.164;舒張血壓:y=0.857x+53.960。

試驗對象年齡統(tǒng)計得出，917/918車組人員比27/28車組人員平均年齡大8.4歲，按8.4歲的差值由上述回歸方程可以算出917/918車次人員血壓比27/28車次人員預期收縮壓平均升高為8.6 mmHg，舒張壓平均升高為7.2 mmHg。另由表6可以看出，917/918→27－3、27－2收縮壓平均升高為 9.3 mmHg，舒張壓平均升高為 8.5 mmHg，與回歸方程計算的基本一致，據(jù)此可以認定兩車次乘務人員間血壓值的差異是由于年齡因素造成的，排除年齡因素的影響則兩車次人員間血壓值將沒有差異。至此，只有血氧飽和度指標和頭痛癥狀在兩車次人員間有顯著性差異，從表6中可以看出，比較確定的是血氧飽和度，而這一指標在很大程度上受車內(nèi)氧含量的影響，且最為敏感，頭痛亦與車內(nèi)氧含量有較大關系。

以往的試驗表明，空氣氧分壓水平在14.66～13.06 kPa范圍時，氧分壓每下降1 kPa，人體血氧飽和度降低3.0%［1］，照此推算，北京車乘務人員血氧飽和度比西寧車平均預期低2.8%，實測值北京車比西寧車約低2.0%，因而認為兩車次人員血氧飽和度的差別主要是北京車車內(nèi)氧含量水平低于西寧車形成的。進而言之，如果人員永久居住地海拔高度未超過 3 000 m，所用客車車體一致，客車供氧狀況一致，在格拉段運行區(qū)間不同車次高原反應指標不會有明顯差別。

3.4 高度

青藏鐵路客車運行的一個最大特點是列車在格拉段區(qū)間車內(nèi)彌漫性供氧，目前在此區(qū)段車內(nèi)氧分壓平均為12.78～13.70 kPa，車內(nèi)氧分壓水平相當于海拔 3 500～4 000 m高度的大氣氧含量。以北京車乘務人員自平原、車內(nèi)未供氧的海拔3 000 m以上區(qū)段，以及供氧后的海拔4 000 m以上區(qū)段的體檢資料進行前后比較分析發(fā)現(xiàn)，從平原上升到海拔3 000 m時，生理指標的脈搏、血壓和血氧飽和度的變化率要大大高于自海拔3 000 m上升到海拔4 000 m時的變化率，尤其以血壓表現(xiàn)更為突出，在海拔 4 000 m以上區(qū)段的血壓與海拔3 000 m時的血壓幾乎沒有發(fā)生什么變化，見表7。因此，海拔3 000～3 500 m是研究青藏鐵路運營衛(wèi)生保障的一個重要關節(jié)點，利用這一海拔高度車內(nèi)人體生理指標變化率及其影響因素，可以作為制定車內(nèi)供氧富氧標準，高原反應生理異常值的主要依據(jù)。

表7 隨著海拔升高乘務人員生理指標前后配對比較差均值(n=36)

3.5 習服

以往返北京—拉薩5次的乘務人員為對象，通過與同車旅客從平原上升到海拔 4 000m的兩次人體測試進行比較，以及與初次上高原的乘務人員人體試驗數(shù)據(jù)的比較分析，研究了在青藏客車運營環(huán)境條件下，列車乘務人員對環(huán)境的生理習服現(xiàn)象。從表8可以看出，多次往返高原的乘務人員較初次上高原的同車旅客，其高原生理應激反應要平緩得多，以血氧飽和度和脈搏表現(xiàn)得較為明顯。同樣從表9可以看出，在車內(nèi)氧分壓水平相當情況下，多次往返高原的乘務人員與初次上高原的乘務人員相比，在海拔 3 000 m段除呼吸外，其生理指標二者均有極顯著性差異，高原生理指標反應程度，多次上高原乘務人員趨于平緩。在海拔4 000 m段的情況與上述同車旅客比較的情況一致，血壓二者之間沒有差別，脈搏和血氧飽和度兩項指標的反應性明顯趨于平緩。這些結(jié)果提示，在目前的運營條件下，列車乘務人員經(jīng)過1～2個月的工作，也是一個高原習服適應的過程，這個習服過程對于平衡機體高原應激反應，減輕高原反應生理波動和負荷，起到了一定的作用。但我們也應看到，表8、表9中以高原反應評分反映出的高原反應癥狀的主觀感受方面，多次往返高原的乘務人員，無論是與同車旅客相比還是與初次上高原的乘務人員相比都要強烈，與疲勞的累積與精神心理因素有關。另一方面，我們還應注意到機體高原應激反應生理指標在總體水平上趨于平緩的內(nèi)在生理學機制，要進一步檢查為適應高原環(huán)境機體生理器官功能所發(fā)生的變化，如血紅蛋白、紅細胞的變化，心臟的器質(zhì)性和功能性變化，肝腎功能的變化，神經(jīng)內(nèi)分泌的改變。這些變化也有兩種趨向，一是在正常的人體生理調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，經(jīng)過調(diào)整達到增強機體對工作環(huán)境的適應能力;二是超過了正常范圍，使器官生理負荷過大，導致器官功能受損，或引發(fā)遠期負面效應影響身體健康。因此，對乘務人員定期體檢很有必要。再就是還要看到脈搏和血氧飽和度指標變動的幅度仍較大，脈搏反映了心臟負荷水平，血氧飽和度預示著血紅蛋白和紅細胞數(shù)的上升，以及心功能的改變，而這兩項指標也是最能敏感反映環(huán)境氧含量水平的，通過改善供氧，可有效地改變這一狀況。因此，進一步規(guī)范車內(nèi)供氧工作，制訂車內(nèi)富氧標準很有必要，另從幾個車次車內(nèi)氧含量水平存在顯著差異上來看也有改善的潛力和必要性。

表8 北京車乘務員、旅客平原與格拉段生理指標前后配對t檢驗比較

表9 多次往返高原乘務人員與初次上高原乘務人員高原反應指標t檢驗比較

3.6 疲勞

疲勞是青藏鐵路客車運營作業(yè)乘務人員面臨的一個重要問題，產(chǎn)生的原因主要歸于以下兩點。第一，內(nèi)地鐵路局運營青藏鐵路是高海拔大跨度運營作業(yè)，一般1周時間內(nèi)將兩次經(jīng)歷 5 000 m的高度差，長期短時間內(nèi)往返 5 000 m高度差地區(qū)，機體生理調(diào)節(jié)機制處于應激狀態(tài)得不到有效恢復，造成身心疲勞。高原反應引起的生理心理負荷導致睡眠質(zhì)量下降［2］，使身心疲勞不能得到有效恢復，從而加重疲勞，使體能和生理適應下降。第二，乘務人員在運營出乘的時間內(nèi)，體力勞動強度測量反映出的特點一是勞動時間率高，持續(xù)作業(yè)時間長，以8 h為計算單元，各崗位勞動時間率均超過 100%，最高達 196.67%，最低為137.78%，乘務人員晚間到達拉薩后休息不到10 h又得值乘返回，身體得不到充足的休息和恢復。二是能量代謝率高，在高原值乘作業(yè)期間，崗位能量代謝率為 1 584.75～2 740.02 kJ/(d·人)，超過國家規(guī)定的8h工作日內(nèi)耗能值不超過 1 500 kJ/(d·人)限值，在高原環(huán)境下進一步加重了生理負荷強度，可能誘發(fā)重癥高原反應，成為慢性高原病的高危人群［3］。

3.7 心理

精神心理狀態(tài)的變化而引起的生理狀態(tài)變化，引發(fā)心理－生理問題。人體在正常范圍內(nèi)的適應性調(diào)節(jié)，一般不會引起心理－生理問題，當心理活動變化超出一定范圍時，可能導致生理狀態(tài)出現(xiàn)偏差。

人體生理系統(tǒng)的正常運行取決于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)三者之間三角關系的協(xié)調(diào)，這也是人體健康的基本保證。由圖4可見，中樞神經(jīng)系統(tǒng)是生理和心理三角關系的交叉點，在心理關系中，它是基礎，而在生理關系中，它則處于主導地位，因而中樞神經(jīng)系統(tǒng)是生理和心理系統(tǒng)的核心。

圖4 人體心理－生理三角關系

青藏列車乘務人員在短時間內(nèi)頻繁往返高海拔區(qū)段，精神心理應激及其不良反應是與時俱增的，第二階段試驗焦慮和抑郁癥狀發(fā)生明顯高于第一階段已說明了這一點［2］。由煩躁、焦慮、抑郁情緒誘發(fā)的內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng)功能變化，不僅會影響到生理三角關系的平衡，擾亂人體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定調(diào)節(jié)，還會顯著減弱人體對疾病的抗病能力，因而非常值得關注。本次試驗結(jié)果已經(jīng)反映出列車乘務人員焦慮和抑郁癥狀與高原反應癥狀指標間密切相關，表明如能較好地控制列車乘務人員的精神心理因素，緩解焦慮、抑郁癥狀，也能在很大程度上減輕高原反應癥狀。

4 結(jié)論

在格拉段運行階段，中度高原反應發(fā)生率為8% ～11%，以頭痛癥狀為主，列車上行與下行區(qū)間癥狀發(fā)生率沒有差別。生理指標主要表現(xiàn)為呼吸、脈搏、血壓、血氧飽和度的顯著變化，車內(nèi)氧含量對血氧飽和度的影響最大。

呼吸頻率、脈搏、血氧飽和度3項指標能相對敏感地反映機體缺氧狀態(tài)，與急性高原反應發(fā)生癥狀相關，可作為車上快速檢測機體高原反應的生理指標，確定目前格拉段運營條件下乘務人員的生理適應性指標限值，血壓值在格拉段可能會有8～10 mmHg的上升幅度，可在140/90 mmHg范圍內(nèi)，限定血壓上升幅度。

年齡因素主要對血壓有較大的影響，年齡增長血壓升高;性別因素表現(xiàn)為在呼吸、血氧飽和度、血壓、脈搏等主要高原生理反應指標方面，女性適應性好于男性;人員永久居住地海拔高度如未超過3 000 m，對高原反應指標影響不明顯;乘務人員1個月的高原習服，對于平抑機體高原應激反應作用明顯。

［1］ 施紅生，趙亞林，邱永祥，等.青藏鐵路旅客列車富氧技術條件研究［J］.中國鐵道科學，2009，30(2):119－126.

［2］ 邱永祥，施紅生，阮志剛，等.青藏鐵路旅客列車乘務人員睡眠狀況及其相關因素分析［J］.鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保，2008，35(4):160－163.

［3］ 周瑋，葉玉華，施紅生，等.青藏鐵路列車乘務人員體力勞動強度分級的研究［J］.鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保，2008，35 (6):271－274.

Professional Adaptability Indicator of Crew Working in Passenger Trains on High Altitude Railway

SHI Hong－sheng，QIU Yong－xiang，ZHAO Ya－lin，YANG Yu－sen，GU Li－h(huán)ua
(Energy Saving＆Environmental Protection＆Occupational Safety and Health Research Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China)

The professional adaptability indicators of crew working in tableland passenger train were studied to establish feasible crew medicine choice and health surveillance system.The epidemiology methodwas applied to the experiments on the air environment and the influence on health in differ travel line and number trains on operation to Lhasa.It was investigated that some importance physiological parameters relate significantly to acute high altitude reaction，observation of change rules about respiratory rate，pulse，blood pressure and blood oxygen saturation along with altitude heighten and oxygen pressure decline.The respiratory rate，pulse and blood oxygen saturation can reflect sensitively hypoxia state of body，correlation are sure between these indexes and symptom of acute high altitude reaction，thus they are able to use as a rapid detection physiological indexes with the high altitude adaptability for crew in trains on operation to Lhasa.

Qinghai－Tibet train; professional adaptability indicator; high altitude reaction

R135

A

2095－1671(2011)01－0034－08

2010－12－15;

2011－01－05

施紅生(1957－)，男，江蘇南京人，研究員，從事職業(yè)衛(wèi)生研究工作。