職業(yè)防護服的可視性測評研究方法

鄭 晴，王宏付，柯 瑩

(江南大學(xué) 江蘇省非物質(zhì)文化遺產(chǎn)研究基地，江蘇 無錫 214122)

職業(yè)防護服的可視性對某些特殊職業(yè)人員的安全至關(guān)重要，如在夜晚道路上，施工人員、環(huán)衛(wèi)工人等不易被車輛發(fā)現(xiàn)，而造成交通事故。在礦井下由于環(huán)境昏暗，礦工與運輸設(shè)備的碰撞也時常發(fā)生。除了加強安全管理，采取安全措施之外，提高職業(yè)防護服的可視性，可以最直接且有效地保障工作人員在復(fù)雜環(huán)境中的人身安全[1- 2]。高可視性的防護服是指在光源的照射下，服裝上的熒光材料和反光材料能夠高強度地發(fā)出可見光，突出顯示著裝人員的存在[3]。

GB 20653—2006《職業(yè)用高可視性警示服》的發(fā)布，使可視性性能在職業(yè)防護服的設(shè)計應(yīng)用得到關(guān)注。為保證服裝上的反光材料能有效起到突顯著裝人員的作用，有必要對服裝的可視性進行測試和評價。

國內(nèi)外研究者對服裝可視性的研究集中在面料上，例如熒光面料[4-5]、反光面料、自發(fā)光面料等，因此面料的可視性研究方法較為成熟[6-9]。但服裝的可視性不僅與面料本身的可視性有關(guān)，還受到服裝整體設(shè)計的影響[10]。對職業(yè)防護服的可視性性能測評，若僅限于面料研究，便無法反映服裝在實際穿著過程中整體的醒目程度。因此從面料到服裝整體對職業(yè)防護服的可視性進行測試和評價，更有助于設(shè)計高性能的職業(yè)防護服。

從面料和服裝整體2個方面對現(xiàn)有測評服裝可視性的方法進行總結(jié)分析，為完善職業(yè)防護服的安全設(shè)計提供可行的參考。

1 面料的可視性測評

1.1 顏色要求

職業(yè)防護服的基底熒光面料需要在自然光線較弱的環(huán)境下有醒目作用。熒光材料在受到光照后，能發(fā)出比吸收光波長更長的可見光。GB 20653—2006規(guī)定在職業(yè)用可視性警示服中采用3種顏色的熒光材料：熒光黃、熒光橘紅和熒光紅。按照GB/T 3979—1997《物體色測量方法》檢測熒光顏色，用Yxy表色方法確定材料的色度區(qū)域范圍和亮度指數(shù)?；最伾珔?shù)范圍見表1。

表1 基底顏色參數(shù)范圍

1.2 逆反射性能

職業(yè)防護服中的反光材料又稱逆反射材料，可將入射光沿光源方向反射回去。在沒有自然光的環(huán)境中，通過特定光源(如探照燈、車燈、礦燈等)的照射，回歸反射光線，增強穿著者的可視性。

反光材料的逆反射性能通常用逆反射系數(shù)表示。在反光材料面積一定的條件下，逆反射系數(shù)越高，則材料的可視距離越高[9]，即在相同的觀察距離下?lián)碛懈叩目梢曅?。使用逆反射系?shù)測量儀，在標(biāo)準(zhǔn)要求的入射角和觀測角測量材料反射的光強度，從而計算逆反射系數(shù)R′[11]。

R′=R/A=I/(E×A)

式中：R′為逆反射系數(shù)，cd/(lx·m2)；R為光強度系數(shù)，cd/lx；A為材料面積，m2；E為光照度，lx；I為光強度，cd。

職業(yè)用最高級別警示服中反光材料的最小逆反射系數(shù)如表2所示。

表2 三級反光材料最小逆反射系數(shù)cd/(lx·m2)

薛燦濃等[12]研究了反光織物中反光長絲細度、經(jīng)紗顏色、反光區(qū)域經(jīng)向長度和反光長絲浮長線對面料反光性能的影響，得出反光長絲之間的間隙越小、經(jīng)紗顏色越淺，反光區(qū)域經(jīng)向長度和反光長絲浮長線越長，植物的反光性能越好。張海泉等[13]分析了玻璃微珠型反光織物的反光性能，發(fā)現(xiàn)微珠直徑會影響織物中的微珠覆蓋率，進而影響織物的反光性能。綜合國內(nèi)的相關(guān)研究及標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，目前對服裝可視性的測評主要限于評價熒光面料和反光材料的性能，因為職業(yè)防護服的可視性主要由熒光面料和反光材料提供。但值得注意的是，高可視性的面料如何在服裝中進行應(yīng)用，服裝整體是否能達到足夠的可視性仍有待探討。因此有必要研究服裝整體的可視性測評。

2 服裝的可視性評價

目前未見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定服裝的可視性測評方法。常見的服裝可視性的測評方法有可視距離測量法、圖像分析法、眼動跟蹤分析法。

2.1 可視距離測量法

可視距離測量法反映了服裝穿著者可被他人識別的最大距離，也可以在固定距離下測試觀察者發(fā)現(xiàn)并識別出服裝穿著者的反應(yīng)時間，常用于評價道路工作者的職業(yè)防護服的可視性。例如交警、環(huán)衛(wèi)工人、道路施工人員等在光線較弱的環(huán)境中工作時，服裝的可視距離越大，穿著者就能盡早被車輛注意到，司機則有充足的反應(yīng)距離以便作出相應(yīng)操作，避免意外碰撞事故。

Michon等[14]在現(xiàn)場實驗中要求受試者觀察距離100 m或200 m處的安全警示服。最終發(fā)現(xiàn)受試者對熒光橘色服裝的反應(yīng)時間最短。另外，其還研究了高可視性材料面積對服裝可視性的影響，結(jié)果表明使用約1 200 cm2的高可視性材料就能為服裝提供足夠的可視性。

Turner J等[15]通過可視距離測量的實驗研究11種顏色配置的安全警示服在白天的醒目程度，得出熒光橘紅的可視距離最長，另外白底熒光橘紅網(wǎng)格、熒光黃綠色、熒光橘紅和熒光黃綠組合這3種顏色配置形式也有較高的可視性。

文獻[16-19]利用可視距離測量了駕駛?cè)藛T在黑夜識別道路工作者、行人及騎行人員的能力，比較了不同種類的反光服裝的可視性。研究發(fā)現(xiàn)在人體運動的四肢部位(如手臂、腿部)設(shè)計反光標(biāo)志，可以形成“生物運動”信息，提示駕駛?cè)藛T服裝穿著者的存在，有助于提高其可視性。

2.2 圖像分析法

圖像分析法是指在模擬實際環(huán)境的條件下，以觀察者的視角拍攝穿著職業(yè)防護服的人體，在固定的拍攝條件下，得到服裝穿著時的圖像，再對圖像進行分析和評估。圖像分析法評測服裝的可視性見圖1。

圖1 圖像分析法評測服裝的可視性

Havenith[20]在全黑的環(huán)境中用汽車前大燈照射100 m距離外穿著3種摩托車手服裝的人體，并以司機的視角拍攝了人體正面、側(cè)面和背面的照片。得到的照片通過軟件處理，可以分析反光材料的可視性性能。

王藝[21]在礦工服的設(shè)計評價時，在昏暗視角下拍攝服裝正面、側(cè)面和背面的反光效果圖片，計算服裝在穿著時反光面積與服裝總面積的比值，比值越大反映出服裝在昏暗條件下的可視性越高。

圖像分析法不僅可以比較反光材料的實際可視面積，還可以通過專家評估主觀上評價反光材料展現(xiàn)的形狀及人體的可辨認程度。

2.3 眼動跟蹤分析法

人總是通過對外界環(huán)境的感知獲取信息，大腦對信息進行處理后指導(dǎo)人的行動。在各種信息感知中，約80%的信息來源于視覺[22]。對視覺—眼動系統(tǒng)的測量可以直接反映人對外界的感知過程。眼動可視作視覺—眼動系統(tǒng)在外界刺激下的輸出，分為3種基本方式：注視運動、眼跳和跟蹤[23]。利用眼動跟蹤技術(shù)可得到以下主要參數(shù)：總注視次數(shù)、注視持續(xù)時間、區(qū)域注視次數(shù)、注視點序列和第1次到達目標(biāo)興趣區(qū)的時間[24]。

眼動跟蹤技術(shù)在安全標(biāo)志的設(shè)計領(lǐng)域有較多的應(yīng)用，如交通標(biāo)志[25-27]、礦井安全標(biāo)識、公共場所應(yīng)急標(biāo)識等[28]。熱點圖可以反映標(biāo)志的對觀察人員的吸引力，注視次數(shù)、注視時間和掃視次數(shù)可以體現(xiàn)觀察者對目標(biāo)物體的搜尋能力[29]。

Isler等[30]用眼動追蹤系統(tǒng)測評了新西蘭森林工作人員安全工作服的可視性。研究人員以松樹林為背景，隨機放置了6種顏色的服裝。受試者從圖像中搜尋所有的服裝，且在此過程中圖像的亮度從全黑逐漸變亮。最終以服裝被觀察到的順序確定6種顏色服裝的可視性。

與可視距離測量法相比，眼動跟蹤分析可在實驗室的模擬環(huán)境下進行，且能提供除了觀察者對目標(biāo)物體發(fā)現(xiàn)速度之外的信息，如觀察者在注意到醒目的物體后，還需要快速得知該物體的具體屬性。這對職業(yè)防護服的可視性尤為重要，因為職業(yè)防護服的使用環(huán)境下還會出現(xiàn)設(shè)備設(shè)施上的醒目標(biāo)識，觀察者必須很容易地通過服裝確定穿著者的狀態(tài)。而眼動跟蹤分析相比圖像分析法，能更加直接且客觀地得出服裝的醒目程度。

目前國內(nèi)外鮮有應(yīng)用眼動跟蹤技術(shù)對職業(yè)防護服的安全識別性進行研究和測評。該技術(shù)注重人眼觀察和外界環(huán)境之間的相互關(guān)系，最直接地反映了服裝醒目程度，更能完善職業(yè)防護服的安全可視性設(shè)計。

3 結(jié)束語

本文針對職業(yè)防護服的可視性研究方法進行總結(jié)歸納，討論了面料和服裝整體2方面的測評現(xiàn)狀。目前國內(nèi)外的學(xué)術(shù)成果和標(biāo)準(zhǔn)主要針對面料的可視性進行研究，已有較為成熟的方法。未來可關(guān)注多種高可視性面料之間的對比研究，為職業(yè)防護服在面料的選擇上提供參考建議。

面料的可視性無法代表服裝整體的可視性，即高可視性面料在職業(yè)防護服上的配置方式將影響服裝整體的可視性。因此，有必要進行服裝的可視性測評。本文根據(jù)現(xiàn)有的相關(guān)研究總結(jié)了3種服裝可視性測評方法：可視距離測量法、圖像分析法和眼動跟蹤分析法。服裝整體的可視性研究成果十分有限，未來仍可針對高可視性面料的配置方法進行定量評價，并對多種測評方法進行組合或?qū)Ρ取?/p>