88 dBA噪聲短期暴露對(duì)績(jī)效及煩擾程度影響的研究

高 慧，吳大蔚，劉志剛，肖 毅，楊振中，牛聰敏，劉 鋼，宋 德，楊玉花

（中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心，北京 100094）

88 dBA噪聲短期暴露對(duì)績(jī)效及煩擾程度影響的研究

高 慧，吳大蔚，劉志剛，肖 毅，楊振中，牛聰敏，劉 鋼，宋 德，楊玉花

（中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心，北京 100094）

為探討短期噪聲暴露對(duì)男性受試者績(jī)效及煩擾度的影響，49名男性受試者在88 dB（A）的噪聲下暴露1小時(shí)，期間進(jìn)行績(jī)效測(cè)試及煩擾度量表調(diào)查，績(jī)效測(cè)試包括圈數(shù)字、心算、記憶力、80-8測(cè)試及雙重任務(wù)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，較對(duì)照數(shù)據(jù)而言，噪聲下圈數(shù)字得分略下降，給定時(shí)間內(nèi)心算正確率下降，工作記憶力正確率基本不變，80-8量表測(cè)試正確率下降，雙任務(wù)測(cè)試時(shí)間估計(jì)誤差均值提高，上述變化均不具顯著性，受試者煩擾度分值在噪聲下明顯提高，并與Weinstein噪聲敏感性問(wèn)卷得分具有相關(guān)性。

噪聲；績(jī)效；噪聲煩擾度

1 引言

各種作業(yè)環(huán)境往往都存在不同強(qiáng)度的環(huán)境噪聲，在載人航天飛行中，噪聲也是一個(gè)始終存在的環(huán)境因素。由于噪聲的存在，可能使作業(yè)人員或航天員出現(xiàn)工作績(jī)效下降及產(chǎn)生煩擾。

研究表明，噪聲可影響人的學(xué)習(xí)記憶功能和思維能力，當(dāng)噪聲強(qiáng)度達(dá)到70 dBA時(shí)，會(huì)影響人的注意力，降低工作效率，增加工作中的錯(cuò)誤率，影響學(xué)習(xí)性較強(qiáng)的工作，加速工作的疲勞［1］。Sandrock等通過(guò)交通噪聲暴露實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，噪聲敏感者的腦力負(fù)荷及數(shù)學(xué)運(yùn)算任務(wù)受噪聲影響的程度更大［2］。胡正元等采用本底（73 dBA）及三種強(qiáng)度機(jī)艙噪聲暴露（85 dBA、92 dBA、96 dBA），研究受試者的信號(hào)識(shí)別與算術(shù)計(jì)算能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨噪聲強(qiáng)度提高，工效指標(biāo)逐步下降，算術(shù)計(jì)算與信號(hào)識(shí)別受噪聲干擾更為明顯，85 dBA以上的艙室噪聲對(duì)人體具有明顯的工效干擾作用；主觀評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，艇員對(duì)70 dBA噪聲環(huán)境感到比較滿意，對(duì)85 dBA感到煩惱，對(duì)92 dBA感到反感，對(duì)109 dBA感到無(wú)法接受［3］?？梢?jiàn)，不同強(qiáng)度的各種環(huán)境噪聲可引起工作績(jī)效下降及煩擾效果。張磊力等采用自評(píng)量表對(duì)試飛車間的工人進(jìn)行了噪聲敏感性調(diào)查、噪聲一般反應(yīng)和精神衛(wèi)生狀況調(diào)查，發(fā)現(xiàn)所有量表得分均隨著噪聲敏感程度的增高而增高，噪聲敏感性高的人群心理健康易受損害［4］。國(guó)際空間站NASA技術(shù)報(bào)告指出噪聲會(huì)降低人對(duì)復(fù)雜目視跟蹤作業(yè)的工效，影響短時(shí)記憶力、空間記憶力、比較和分類能力；當(dāng)涉及多任務(wù)操作時(shí)，可降低認(rèn)知功能，并造成領(lǐng)悟遲鈍、注意力不集中等多種不利效應(yīng)；噪聲還會(huì)對(duì)乘員組帶來(lái)煩擾的影響，引起煩擾的閾值與人的敏感程度相關(guān)［5］。由上述結(jié)果可見(jiàn)，噪聲環(huán)境可引起注意力、數(shù)學(xué)運(yùn)算、記憶力等績(jī)效下降，并引起煩擾。但噪聲環(huán)境不同，噪聲強(qiáng)度及可引起的績(jī)效變化也不盡相同。

由上述文獻(xiàn)可見(jiàn)，85 dBA以上噪聲可能對(duì)績(jī)效造成影響，并引起煩惱。結(jié)合前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，88 dBA噪聲比照85 dBA對(duì)績(jī)效影響更為明確。本文旨在研究特定中等強(qiáng)度噪聲88 dBA短時(shí)間暴露1 h對(duì)績(jī)效、煩擾等方面的影響，為噪聲的功效效應(yīng)及噪聲敏感者研究提供參考。工作績(jī)效變化作為噪聲效應(yīng)的一個(gè)方面，研究指標(biāo)較多，針對(duì)不同研究目的有不同工效指標(biāo)。本文采用注意力測(cè)試、心算、工作記憶力、80-8神經(jīng)類型測(cè)試以及雙重任務(wù)測(cè)試。同時(shí)噪聲影響結(jié)果可是雙向的，可能對(duì)工作效能產(chǎn)生積極的影響，也可能降低工效，本文主要關(guān)注對(duì)工效的干擾效應(yīng)。煩擾度研究參照GB/Z21233-2007/ISO/TS 15666《聲學(xué)應(yīng)用社會(huì)調(diào)查和社會(huì)聲學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)噪聲煩惱度》［6］，對(duì)受試者在安靜及噪聲下開(kāi)展煩擾度調(diào)查，同時(shí)采用Winstein主觀噪聲敏感性問(wèn)卷［7，8］調(diào)查受試者主觀敏感性，該問(wèn)卷被認(rèn)為在人群調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室研究中均有較好的信度和效度。

2 實(shí)驗(yàn)方法

在實(shí)驗(yàn)室模擬噪聲環(huán)境，在噪聲環(huán)境及安靜環(huán)境分別完成績(jī)效測(cè)試和煩擾度調(diào)查，研究噪聲環(huán)境與安靜環(huán)境下績(jī)效及煩擾度結(jié)果的差異，并觀察其與受試者主觀敏感性問(wèn)卷得分的聯(lián)系。

2.1 暴露噪聲

噪聲強(qiáng)度為88 dBA、暴露時(shí)間1 h、頻譜特性采用航天艙內(nèi)噪聲譜。該暴露噪聲強(qiáng)度滿足GJB 50A-2011《軍事作業(yè)噪聲容許限值及測(cè)量》［9］的聽(tīng)力保護(hù)安全限值要求，以不引起受試者不可逆的聽(tīng)力損傷為前提。

2.2 受試者

受試者49名，男性，平均年齡（29.9±6.0）歲，身體健康，實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行純音測(cè)聽(tīng)及外耳道和鼓膜檢查，排除鼓膜充血及穿孔，且語(yǔ)言頻段聽(tīng)力正常。實(shí)驗(yàn)前后進(jìn)行125 Hz～16 kHz純音聽(tīng)閾測(cè)試，凡噪聲暴露即刻出現(xiàn)聽(tīng)閾偏移10 dB以上者需進(jìn)行復(fù)測(cè)，以觀察噪聲暴露后是否出現(xiàn)聽(tīng)閾偏移。

2.3 實(shí)驗(yàn)分組

按安靜對(duì)照組、噪聲暴露組共2組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.4 測(cè)試項(xiàng)目及分析指標(biāo)

采用圈數(shù)字測(cè)試、空間工作記憶力、心算、目標(biāo)追蹤及時(shí)間估計(jì)雙任務(wù)以及80-8量表測(cè)試。

1）圈數(shù)字測(cè)試

采用圈數(shù)字作為注意力測(cè)試方法，圈數(shù)字測(cè)試采用數(shù)字劃銷方法，由MindXP訓(xùn)練分析系統(tǒng)中的圈數(shù)字模塊完成。MindXP采用NeuroSky便攜式腦波設(shè)備作為前端腦電采集測(cè)量設(shè)備，通過(guò)獲取被試者的腦電數(shù)據(jù)來(lái)分析測(cè)試者注意力參數(shù)。分析參數(shù)為得分、時(shí)長(zhǎng)、專注指數(shù)、放松指數(shù)。

2）心算測(cè)試

心算測(cè)試由MindXP訓(xùn)練分析系統(tǒng)中的速算模塊完成，測(cè)試時(shí)在屏幕中心顯示減法豎式，數(shù)字范圍為1000以內(nèi)，算式由軟件題庫(kù)內(nèi)隨機(jī)抽取，由受檢者心算并從數(shù)字高位開(kāi)始填寫，測(cè)試時(shí)間為2 min。分析參數(shù)為2 min內(nèi)完成題數(shù)、正確率及專注指數(shù)。

3）記憶力測(cè)試

記憶力測(cè)試采用空間工作記憶力測(cè)試，該測(cè)試由北京師范大學(xué)心理學(xué)院研發(fā)的工作記憶力測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)，由受試者瀏覽依次呈現(xiàn)的數(shù)字，并判斷當(dāng)前呈現(xiàn)的數(shù)字位置是否與剛呈現(xiàn)過(guò)的前面第2個(gè)數(shù)字位置是否一致。分析參數(shù)為正確率、錯(cuò)誤率、漏率、反應(yīng)時(shí)。

4）80-8量表測(cè)試

采用80-8量表測(cè)試［10］作為符號(hào)識(shí)別績(jī)效測(cè)試。由受檢者根據(jù)每行框線外打頭的兩種符號(hào)，在同水平符號(hào)串中進(jìn)行查找，查找與這兩個(gè)符號(hào)相同的符號(hào)，并進(jìn)行標(biāo)注。根據(jù)受試者完成情況，對(duì)其標(biāo)記正確、錯(cuò)誤、特殊錯(cuò)誤及總閱量進(jìn)行計(jì)算。

5）雙重任務(wù)測(cè)試

雙重任務(wù)測(cè)試為手控目標(biāo)追蹤任務(wù)和時(shí)間估計(jì)雙重任務(wù)，由航天員中心國(guó)防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的測(cè)試軟件完成。使用操縱桿追蹤目標(biāo)光點(diǎn)，盡可能使追蹤光標(biāo)與目標(biāo)點(diǎn)重合，同時(shí)根據(jù)屏幕提示時(shí)間進(jìn)行時(shí)間估計(jì)任務(wù)。追蹤作業(yè)為主任務(wù)，時(shí)間估計(jì)為次要任務(wù)。分析參數(shù)為目標(biāo)光點(diǎn)與追蹤光標(biāo)間誤差距離的平均值、時(shí)間估計(jì)誤差的平均值。

計(jì)算正確率績(jī)效及反應(yīng)時(shí)績(jī)效，公式如下［11］：

正確率績(jī)效（%）

反應(yīng)時(shí)績(jī)效（%）

6）主觀量表測(cè)試

Weinstein主觀噪聲敏感性問(wèn)卷［7］是通過(guò)受試者對(duì)21個(gè)問(wèn)題的單項(xiàng)選擇，確定噪聲敏感得分，得分越高反映主觀噪聲敏感性越高。分析方法為分別統(tǒng)計(jì)問(wèn)卷得分。

煩擾度量表參照《聲學(xué)應(yīng)用社會(huì)調(diào)查和社會(huì)聲學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)噪聲煩惱度》，包括描述性等級(jí)量表和數(shù)字等級(jí)量表［6］。描述性等級(jí)量表分五個(gè)等級(jí)：一點(diǎn)沒(méi)有、輕微、一般、嚴(yán)重、非常嚴(yán)重。數(shù)字等級(jí)為0至10這11個(gè)數(shù)來(lái)描述煩惱程度。分析噪聲煩擾度量表（定性描述、定量分值）結(jié)果。

2.5 實(shí)驗(yàn)步驟

正式實(shí)驗(yàn)前，對(duì)受試者進(jìn)行績(jī)效測(cè)試操作訓(xùn)練，保證受試者對(duì)所有測(cè)試完全熟悉；并完成Weinstein噪聲敏感性問(wèn)卷調(diào)查。

在實(shí)驗(yàn)室安靜環(huán)境下，進(jìn)行績(jī)效測(cè)試和煩擾度量表填寫，作為安靜對(duì)照組數(shù)據(jù)；在實(shí)驗(yàn)室受試者在噪聲場(chǎng)暴露1 h，采用聲級(jí)計(jì)BK2250監(jiān)測(cè)左右耳部噪聲，噪聲強(qiáng)度保持在（88±1）dBA。噪聲暴露開(kāi)始后，受試者安靜坐位，靜息15 min。噪聲暴露開(kāi)始16 min后，依次進(jìn)行雙任務(wù)測(cè)試、圈數(shù)字、心算、80-8神經(jīng)類型測(cè)試作為噪聲組數(shù)據(jù)，噪聲暴露開(kāi)始40 min后進(jìn)行煩擾度量表填寫。

3 結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)后所有受試者均順利完成實(shí)驗(yàn)，噪聲暴露對(duì)受試者聽(tīng)力無(wú)影響。

對(duì)所有受試者安靜對(duì)照組（CON）和噪聲暴露組（NOI）分別進(jìn)行平均，數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用配對(duì)t檢驗(yàn)判別差異顯著性，并統(tǒng)計(jì)各測(cè)量值的線性相關(guān)性，以P＜0.05作為顯著性界限。同時(shí)觀察績(jī)效在噪聲下明顯下降者，以與對(duì)照相比績(jī)效參數(shù)下降數(shù)值超出兩倍標(biāo)準(zhǔn)差為限，統(tǒng)計(jì)績(jī)效負(fù)效應(yīng)最差者。

3.1 圈數(shù)字

圈數(shù)字測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。得分績(jī)效為99.1%。噪聲環(huán)境下與對(duì)照相比，得分下降0.8，時(shí)長(zhǎng)減少6 s，專注指數(shù)下降1.8，放松指數(shù)下降9。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示放松指數(shù)下降具有顯著性，其他參數(shù)改變未見(jiàn)顯著性。圈數(shù)字得分由專注指數(shù)、錯(cuò)誤點(diǎn)數(shù)及花費(fèi)時(shí)間確定，為綜合性參數(shù)，短時(shí)88 dBA的噪聲會(huì)使得分略下降，提示注意力略下降，放松指數(shù)顯著性下降說(shuō)明噪聲環(huán)境會(huì)使志愿者測(cè)試時(shí)放松程度明顯降低。本測(cè)試項(xiàng)目中有一名受試者得分下降超出兩倍標(biāo)準(zhǔn)差。

3.2 心算結(jié)果

表1 圈數(shù)字測(cè)試結(jié)果（Mean±SD）Table 1 Test results of the circle numbers

3.3 工作記憶力

記憶力測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。正確率績(jī)效為99.3%，反應(yīng)時(shí)績(jī)效為102.1%。受試者在噪聲環(huán)境下進(jìn)行記憶力測(cè)試時(shí)，正確率基本不變，略降0.2%，錯(cuò)誤率提高0.5%，漏率略有降低0.2%，反應(yīng)時(shí)減少42.3 ms，統(tǒng)計(jì)分析表明變化均不具顯著性。相關(guān)性分析表明，正確率績(jī)效與反應(yīng)時(shí)績(jī)效相關(guān)系數(shù)為0.45，且具有顯著性（p值為0.01），其余各參數(shù)未見(jiàn)顯著性相關(guān)。并有兩名受試者正確率下降較大，超出兩倍標(biāo)準(zhǔn)差。

3.4 80-8量表測(cè)試

受試者在安靜環(huán)境及噪聲暴露中進(jìn)行80-8量表測(cè)試，作為符號(hào)識(shí)別績(jī)效。測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4。正確率績(jī)效為98.8%。88 dBA噪聲暴露下正確率降低1.3%，錯(cuò)誤率下降0.1%，漏率提高1.4%，特殊錯(cuò)誤率下降0.3%，總閱量提高46個(gè)字符，除總閱量外其他不具顯著性?？梢?jiàn)噪聲環(huán)境下正確率下降，漏率提高，錯(cuò)誤率及特殊錯(cuò)誤率略降，總閱量提高表明噪聲環(huán)境下的閱讀量提高。正確率明顯下降者為兩人。

3.5 雙重任務(wù)測(cè)試

雙重任務(wù)測(cè)試見(jiàn)表5，噪聲環(huán)境下目標(biāo)追蹤任務(wù)差均值下降0.5，標(biāo)準(zhǔn)差均值下降0.1，時(shí)間估計(jì)誤差提高140 ms，統(tǒng)計(jì)分析表明變化不具顯著性。該結(jié)果提示88 dBA噪聲對(duì)雙重任務(wù)的影響主要是提高時(shí)間估計(jì)誤差。差均值增加超過(guò)兩倍標(biāo)準(zhǔn)差的為1人，時(shí)間估計(jì)誤差明顯增加者為2人。

表2 心算測(cè)試結(jié)果（Mean±SD）Table 2 Results of the arithmetic test

表3 記憶力測(cè)試結(jié)果（Mean±SD）Table 3 Results of the memory test

表4 80-8量表測(cè)試結(jié)果（Mean±SD）Table 4 Results of the 80-8 scale test

表5 雙任務(wù)測(cè)試結(jié)果（Mean±SD）Table 5 Results of the dual task

表6 煩擾度量表分值統(tǒng)計(jì)（Mean±SD）Table 6 Results of the noise annoyance scale

3.6 心理量表

Weinstein主觀噪聲敏感度問(wèn)卷結(jié)果顯示，從問(wèn)卷得分看，49人中多數(shù)志愿者（占98%）分值在42至105之間，高分值為1人（分值106），該名受試者在噪聲暴露中績(jī)效結(jié)果未見(jiàn)明顯影響。煩擾度定性結(jié)果顯示88 dBA噪聲暴露下，共有7人主觀煩擾度感受為嚴(yán)重，1人為非常嚴(yán)重，定量結(jié)果有3人煩擾度分值為9，其他受試者煩擾程度均為一般或輕微，分值≤7。煩擾度量表分值在噪聲組有顯著性提高，結(jié)果見(jiàn)表6，說(shuō)明噪聲環(huán)境引起受試者主觀煩擾程度明顯提高。煩擾度量表結(jié)果與Weinstein主觀噪聲敏感度問(wèn)卷結(jié)果具有一致性，問(wèn)卷分值高的受試者在噪聲環(huán)境煩擾度分值也較高。相關(guān)性分析表明，敏感性問(wèn)卷得分與煩擾度得分正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)r=0.35，p值= 0.15），具有顯著性，說(shuō)明主觀感受敏感性強(qiáng)的受試者在噪聲暴露時(shí)更易打出高的煩擾度得分。

學(xué)生信息管理系統(tǒng)主要功能包括：學(xué)生基本信息和成績(jī)的錄入，瀏覽、查詢、刪除、修改及計(jì)算成績(jī)等功能。功能分析如下：

3.7 分析

績(jī)效指標(biāo)在噪聲環(huán)境下改變無(wú)顯著性，這與噪聲短期暴露持續(xù)時(shí)間及強(qiáng)度有關(guān)。同時(shí)噪聲環(huán)境下績(jī)效結(jié)果存在個(gè)體差異，每種測(cè)試均有個(gè)別受試者主要績(jī)效指標(biāo)下降較多，說(shuō)明其受噪聲影響高于其他受試者。同時(shí)除一名受試者在兩項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)均有明顯下降外，其余明顯下降者都為不同受試者，說(shuō)明噪聲下不同受試者績(jī)效所受影響也不同。

在上述績(jī)效測(cè)試中，正確率及反應(yīng)時(shí)是衡量績(jī)效成績(jī)的重要指標(biāo)，對(duì)圈數(shù)字的得分績(jī)效、心算正確率績(jī)效、記憶力的正確率績(jī)效以及80-8正確率績(jī)效等進(jìn)行相關(guān)性分析，各指標(biāo)間無(wú)顯著相關(guān)性。從本次研究結(jié)果看，敏感程度分值高的1名志愿者，其他測(cè)試指標(biāo)未體現(xiàn)出噪聲的明顯影響，該量表結(jié)果反映了志愿者的主觀感受和傾向。而噪聲下煩擾度量表得分變化具有顯著性，說(shuō)明志愿者噪聲煩擾度明顯提高。此外，主觀噪聲敏感性得分高及煩擾度分值高的志愿者在績(jī)效操作結(jié)果未見(jiàn)明顯一致性。

4 結(jié)論

49名男性志愿者在88 dBA噪聲強(qiáng)度下暴露1 h，進(jìn)行績(jī)效測(cè)試和煩擾度調(diào)查，與安靜對(duì)照相比，噪聲環(huán)境對(duì)績(jī)效操作有一定影響，但不具顯著性，這與噪聲短期暴露持續(xù)時(shí)間及強(qiáng)度有關(guān)。噪聲環(huán)境下圈數(shù)字得分略下降，注意力略下降，放松指數(shù)明顯降低。給定時(shí)間內(nèi)心算正確率下降，計(jì)算題數(shù)顯著性增加。工作記憶力正確率噪聲下基本不變，反應(yīng)時(shí)下降。80-8量表測(cè)試正確率下降，總閱量顯著提高。雙任務(wù)測(cè)試噪聲下時(shí)間估計(jì)誤差均值提高。不同受試者在同樣噪聲暴露下，績(jī)效改變存在個(gè)體性差異。煩擾度量表分值在噪聲組有顯著性提高。煩擾度量表結(jié)果與Weinstein主觀噪聲敏感度問(wèn)卷結(jié)果具有相關(guān)性，問(wèn)卷分值高的受試者在噪聲環(huán)境煩擾度分值也較高。主觀噪聲敏感性得分及煩擾度分值與志愿者在績(jī)效操作結(jié)果未見(jiàn)明顯一致性。

致謝：本項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)研究得到北京師范大學(xué)心理學(xué)院，中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心人因工程國(guó)防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、航天員選拔與訓(xùn)練研究室的大力支持和幫助，謹(jǐn)致謝意。

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Effects of 88 dBA Noise Exporsure on Task Performance and Annoyance

GAO Hui，WU Dawei，LIU Zhigang，XIAO Yi，YANG Zhenzhong，NIU Congmin，LIU Gang，SONG De，YANG Yuhua
（China Astronaut Research and Training Center，Beijing 100094，China）

To study the effect of short-term steady noise with moderate level on task performance and annoyance，49 male volunteers served as the test subjects and performed the tests of task perfomance and the scale of noise annoyance under quiet control and noise conditions.The noise SPL was 88 dBA and exporsure time was 1h.The tests of task performance involved circling numbers，subtraction，memory，80-8 scale test and Dual Task.The results showed that，during the noise exposure，the score of circling numbers was slightly decreased，accurate rate of memory had little change，accurate rates of calculation and 80-8 test were decreased，the error mean of time eatimation in dual task was increased，but all these changes were not significant.The score of noise annoyance increased significantly under noise，and the score of noise annoyance had some correlativity with that of Weinstein noise sensitivity questionnarie.

noise；task performancel；noise annoyance

V216.5

A

1674-5825（2015）06-0623-06

2015-05-06；

2015-10-20

中國(guó)航天醫(yī)學(xué)工程預(yù)先研究項(xiàng)目（2012SY54B0202）

高慧（1971-），女，博士，副研究員，研究方向?yàn)楹教飙h(huán)境聲學(xué)。E-mail：gaohui0@sohu.com