地鐵車站行車人員作業(yè)前后心理疲勞及認(rèn)知能力變化研究

張婉如，方鋮，劉志鋼，朱琳

(上海工程技術(shù)大學(xué) 城市軌道交通學(xué)院，201620 上海)

1 引言

心理疲勞(Burnout)是指長時間、緊張、單調(diào)的工作，導(dǎo)致心身紊亂，出現(xiàn)的心理疲乏感和心理耗竭感[1]。心理疲勞使工作績效降低，導(dǎo)致失誤或差錯，甚至威脅到人的生命[2]，在前人的研究中，李航天等人[3]研究發(fā)現(xiàn)連續(xù)行車駕駛員精神壓力與體力負(fù)荷都會增大,出現(xiàn)疲勞累積效應(yīng)。李鵬杰等研究心率變異性指標(biāo)(HRV)用于腦力符合評價的可行性，并對其在手控交會對接腦力負(fù)荷評價中的應(yīng)用進(jìn)行分析討論，結(jié)果表明HRV指標(biāo)可以用于腦力負(fù)荷評價[4]。低頻與高頻的比值(LF/HF)為HRV的主要指標(biāo)，朱昭紅等表示心理疲勞對HRV的影響表現(xiàn)為LF/HF升高，交感神經(jīng)激活增加而副交感神經(jīng)激活減弱，行為績效降低[5]。認(rèn)知能力是指接收、加工、儲存和應(yīng)用信息的能力。它是人們成功地完成活動最重要的心理條件[6]。德魯·道森和凱瑟琳·里德(Drew Dawson & Kathryn Reid，Dawson D & Reid K，)指出反應(yīng)時間、持續(xù)注意、眼手協(xié)調(diào)等能力的測試是度量疲勞的敏感方法[7]，城市軌道交通車站行車作業(yè)的工作屬于認(rèn)知型工作，其工作過程可以理解為信息加工過程，車站行車作業(yè)人員完成任務(wù)需要具備的能力中，最基本的就是持續(xù)性注意力、決斷力以及反應(yīng)力。吳穎超等人[8]探討維也納心理測試系統(tǒng)(VTS)在飛行員心理選拔中的應(yīng)用價值，結(jié)果表明用VTS篩選飛行員心理品質(zhì)方便快捷，信效度較高。故本文選擇綜合壓力、LF/HF以及交感/副交感反映被試者的心理疲勞狀態(tài)，選擇持續(xù)性注意力、反應(yīng)力及決斷力反映工作者的認(rèn)知狀態(tài)，探究日常生產(chǎn)作業(yè)前后被試者心理疲勞及認(rèn)知能力的變化情況，并根據(jù)研究結(jié)果提出保持良好認(rèn)知狀態(tài)及降低精神疲勞的建議。

2 對象與方法

2.1 被試

本次實驗的被試為一名身體狀況良好的常日班成年男性。該被試工作日八點上班、二十點下班，每日完成的工作量大致相同。

2.2 實驗設(shè)備

2.2.1 維也納測試系統(tǒng)

維也納測試系統(tǒng)是一款成熟且廣泛應(yīng)用的心理測試系統(tǒng)。擁有138個量表80多項測試項目，涉及智力測驗、一般能力測驗、特殊能力測驗、人格結(jié)構(gòu)測驗、交通心理測驗等多領(lǐng)域心理測驗?zāi)K，如下圖1所示。

圖1 維也納測試系統(tǒng)

根據(jù)車站行車人員的工作性質(zhì)，對車站行車人員基本認(rèn)知能力進(jìn)行測試。對應(yīng)VTS中3個測評項目，其中持續(xù)性注意力包含4個測評指標(biāo)，正確和錯誤反應(yīng)的次數(shù)表明反應(yīng)的準(zhǔn)確性?！罢_總數(shù)”少或“錯誤總數(shù)”多，表明弱集中，低度動機(jī)或者缺乏對任務(wù)的理解。決斷力測試用于測定壓力下的反應(yīng)耐受能力，通過“正確反應(yīng)數(shù)”呈現(xiàn)受試者在受到簡單刺激的情況下做出正確反應(yīng)的能力；若錯誤次數(shù)較多，“錯誤反應(yīng)數(shù)”表明受試者在壓力環(huán)境下長期集中注意能力較差；受試者在刺激信號出現(xiàn)時，長時間沒有做出相應(yīng)的反應(yīng)，“遺漏反應(yīng)數(shù)”表明受試者的持久注意能力較差，或者沒有重視本項測試，注意力較為分散。反應(yīng)力測試項目考察反應(yīng)能力和處理能力，“平均反應(yīng)時間”表明受試者接收到相應(yīng)刺激信號后做出反應(yīng)所用的時間，體現(xiàn)了受試者反應(yīng)力的快慢；“平均運(yùn)動時間”表明被試者對相應(yīng)刺激信號出現(xiàn)到處理刺激運(yùn)動所用的時間，體現(xiàn)了受試者的處理能力。將三個項目中九個指標(biāo)所評定的能力維度整合，如下表1所示。

表1 基于VTS的職業(yè)心理技能測評指標(biāo)

2.2.2 MAX PULSE精神壓力分析儀

MAX PULSE能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的心率變異性測試以及精神壓力分析，通過時域分析中的平均心率、心率變化的程度，以及頻率領(lǐng)域分析中的TP、LF等參數(shù)進(jìn)行分析，反應(yīng)身體上疲勞程度以及精神情緒上疲勞程度，如下圖2所示。

圖2 MAX PULSE精神壓力分析儀

2.3 實驗流程設(shè)計

被試需在每天早晨通勤之前到達(dá)實驗室，保證充足睡眠，并不飲酒，不吃藥，不喝咖啡和茶等。實驗前1 h，禁止抽煙以及做劇烈運(yùn)動。實驗中要求被試及其他工作人員保持安靜，所有人員手機(jī)關(guān)機(jī)。實驗要求被試者在通勤過程中選擇固定的地鐵交通方式，保證通勤時間無較大差別，同時被試每天完成的工作量應(yīng)盡量保持相同。

被試分別進(jìn)行MAX PULSE和維也納系統(tǒng)測試，其中維也納測試系統(tǒng)中的測試項目包含持續(xù)性注意力測試、決斷力測試以及反應(yīng)力測試。下班后，乘坐地鐵時全程保持站立，中間無休息時間，直接返回實驗室，重復(fù)早晨的測試過程，具體如下圖3所示。

圖3 實驗流程圖

2.4 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 24.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，包括正態(tài)性檢驗、相關(guān)性分析。

3 結(jié)果

分析結(jié)果顯示，正常生產(chǎn)作業(yè)后被試的心理疲勞水平上升,其心率變異性頻域中的低頻成分呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢；精神壓力水平逐漸提高，副交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動性被逐步抑制[9]。持續(xù)性注意力中正確總數(shù)、錯誤總數(shù)無明顯變化，表明被試在短時間內(nèi)處理簡單任務(wù)的能力、對任務(wù)的理解和對注意力的損傷無明顯影響，但正確反應(yīng)平均時間及錯誤反應(yīng)平均時間均有所增加，驗證了被試在正常生產(chǎn)作業(yè)后長時間注意集中并作出反應(yīng)的能力下降；決斷力中遺漏反應(yīng)數(shù)和錯誤反應(yīng)數(shù)普遍增大，表明在壓力環(huán)境長期保持并集中注意力的能力下降；反應(yīng)力中平均反應(yīng)時間及平均運(yùn)動時間普遍增加，實驗所得數(shù)據(jù)的分布規(guī)律符合前人的研究，驗證了數(shù)據(jù)的有效性[6]。

3.1 心理疲勞變化

工作后MP結(jié)論：

(1)本文中實驗共8天，每天早晚2次測試，共16組數(shù)據(jù)。被試日常生產(chǎn)作業(yè)后的壓力變化情況如圖4所示，精神壓力及身體壓力普遍升高，綜合壓力相應(yīng)增大，抗壓能力下降。其中第12組數(shù)據(jù)，被試的壓力狀況變化顯著。

圖4 壓力變化情況

(2)相關(guān)研究表明，LF/HF值與心理疲勞值呈現(xiàn)極其顯著的正相關(guān)關(guān)系[10]，交感和副交感兩個系統(tǒng)之間此消彼長的關(guān)系，可以作為個體心理疲勞狀態(tài)的指標(biāo)[11]。如圖5所示，LF/HF值、交感/副交感值均表明被試在生產(chǎn)作業(yè)后心理疲勞的增加，且兩者變化趨勢相同，驗證了本實驗測得的心理疲勞增加的有效性。

圖5 LF/HF、交感/副交感趨勢圖

3.2 認(rèn)知能力變化

工作后VTS結(jié)論

(1)將本實驗中八天數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，持續(xù)性注意力中有四個指標(biāo)，其中第四天的上午、第五天全天、第七天全天，錯誤總數(shù)均為零，相應(yīng)的錯誤反應(yīng)平均時間也為零。如圖6所示，隨著疲勞的增加，被試的持續(xù)性注意力指標(biāo)中的正確總數(shù)、錯誤總數(shù)無明顯變化，猜測因正常生產(chǎn)作業(yè)中存在合理的休息時間，所以生產(chǎn)作業(yè)后的疲勞變化對被試在短時間內(nèi)處理簡單任務(wù)、對任務(wù)的理解和對注意力的損傷的能力沒有明顯影響，但圖7中正確反應(yīng)平均時間及錯誤反應(yīng)平均時間普遍升高，表明被試在正常生產(chǎn)作業(yè)后長時間注意集中并作出反應(yīng)的能力下降。

圖6 正確總數(shù)、錯誤總數(shù)對比圖

圖7 正確反應(yīng)平均時間、錯誤反應(yīng)平均時間對比圖

(2)適當(dāng)?shù)膭趧訒龠M(jìn)受試者的精神狀態(tài)[12]，從交感/副交感值可以看出，晚上交感神經(jīng)較活躍，被試晚上相對興奮，如圖8所示，決斷力中的正確反應(yīng)數(shù)普遍增大，且增加趨勢與LF/HF值的變化趨勢相同，表明被試在受到簡單刺激后做出正確反應(yīng)的能力有所增加；但遺漏反應(yīng)數(shù)和錯誤反應(yīng)數(shù)也普遍增大，表明在壓力環(huán)境長期保持并集中注意力的能力下降。

圖8 正確反應(yīng)數(shù)與LF/HF值趨勢圖、遺漏反應(yīng)數(shù)與錯誤反應(yīng)數(shù)對比圖

(3)正常生產(chǎn)作業(yè)后，被試的反應(yīng)力也受到了影響，如圖9所示，平均反應(yīng)時間與平均運(yùn)動時間普遍增加，表明被試的反應(yīng)能力與處理能力減弱。

圖9 平均反應(yīng)時間、平均運(yùn)動時間對比圖

3.3 心理疲勞與認(rèn)知變化關(guān)系

為了分析被試者的心理疲勞與認(rèn)知能力之間作用機(jī)制，對MP和VTS各指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)檢驗，發(fā)現(xiàn)40%以上的指標(biāo)數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布，所以本文通過Spearman相關(guān)系數(shù)分析了主要研究變量間的相關(guān)性，結(jié)果如表2所示。

表2 各種指標(biāo)之間相關(guān)性

心理疲勞的指標(biāo)中，平均心率與LF/HF值(r=0.692，P<0.01)、交感/副交感值(r=0.744，P<0.01)之間顯著正相關(guān)，綜合壓力、身體壓力、精神壓力、抗壓能力均與LF/HF值、交感/副交感值顯著相關(guān)，且LF/HF值與交感/副交感值也顯著相關(guān)，這些指標(biāo)驗證了心理疲勞的增加。認(rèn)知能力的指標(biāo)中，正確反應(yīng)平均時間、平均反應(yīng)時間均采用時間計量，時間越短，表明被試者注意力集中程度越高，反應(yīng)能力越強(qiáng)，錯誤總數(shù)與綜合壓力之間顯著正相關(guān)(r=0.549，P<0.05)、與LF/HF值之間顯著正相關(guān)(r=0.559，P<0.05)、與交感/副交感之間顯著正相關(guān)(r=0.556，P<0.01)；平均反應(yīng)時間與綜合壓力之間顯著正相關(guān)(r=0.544，P<0.05)、與精神壓力之間顯著正相關(guān)(r=0.875，P<0.01)、與LF/HF值之間顯著正相關(guān)(r=0.821，P<0.01)、與交感/副交感之間顯著正相關(guān)(r=0.826，P<0.01)，表明心理疲勞與認(rèn)知能力的持續(xù)性注意力及反應(yīng)力存在相互關(guān)系。

4 討論

本文對一名常日班城市軌道交通車站行車人員進(jìn)行為期8天的跟蹤實驗，通過對心理疲勞與認(rèn)知能力的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)日常生產(chǎn)作業(yè)后，心理疲勞度增加，認(rèn)知能力部分下降，并利用相關(guān)性分析，得到心理疲勞與認(rèn)知能力之間存在相關(guān)性。

從結(jié)果上看，日常生產(chǎn)作業(yè)后車站行車人員的心理疲勞增加，第12組數(shù)據(jù)中，被試的身體壓力明顯升高，且LF/HF值、交感/副交感值均較高，猜測因為當(dāng)天發(fā)生了突發(fā)事件，被試對該事件進(jìn)行了應(yīng)急處置，所以綜合壓力顯著增加，抗壓能力較低。車站行車人員的機(jī)體疲勞狀態(tài)會影響認(rèn)知能力和警覺水平，進(jìn)而可能造成調(diào)度指揮決策差錯、違章操作等不安全行為。

日常生產(chǎn)作業(yè)前后車站行車人員在短時間內(nèi)處理簡單任務(wù)能力、對任務(wù)理解和注意力損傷程度并無顯著變化，且工作后對簡單刺激做出正確反應(yīng)能力反而提升。這可能是因為車站行車人員每日的工作量大致相同，沒有出現(xiàn)突發(fā)事件時，工作任務(wù)相對簡單，且存在一定的休息時間，所以短期內(nèi)不會對心理疲勞及簡單刺激下的認(rèn)知能力有較大的影響。而車站行車人員心理疲勞的變化，雖對短期的職業(yè)能力維度沒有明顯的影響，但疲勞具有累積效應(yīng)，長期的心理疲勞積累會對認(rèn)知能力有很大的影響。車站行車人員在工作時面對封閉枯燥的工作環(huán)境，肩負(fù)重大安全責(zé)任，各種原因易造成車站行車人員的身心負(fù)荷超載。如遇到事故或緊急事件時，必須快速判斷事故可能的發(fā)展趨勢并給出可行方案，組織做好應(yīng)急處置工作，并注意事件的發(fā)展動態(tài)及相關(guān)的信息動態(tài)，若因注意力不集中或反應(yīng)力的下降等，導(dǎo)致操作不及時，將影響處置效益。

建議企業(yè)結(jié)合團(tuán)體式的壓力管理、人際溝通、成長適應(yīng)等方面的團(tuán)體咨詢做干預(yù)，有效的降低車站行車人員的工作壓力。同時，人事部門應(yīng)根據(jù)車站行車人員的身體、心理狀態(tài)完善工作時間安排表，保證員工充足的休息時間，并通過專業(yè)的認(rèn)知訓(xùn)練來幫助車站行車人員保持甚至提升認(rèn)知水平，以保障日常生產(chǎn)作業(yè)的科學(xué)進(jìn)行。

5 結(jié)論

本文對被試人員日常生產(chǎn)作業(yè)前后分別進(jìn)行MP和VTS測試，并基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，由被試的綜合壓力、抗壓能力、LF/HF值、交感/副交感值等指標(biāo)的變化可知心理疲勞增加。通過認(rèn)知能力九個指標(biāo)可以反映出，車站行車人員在疲勞環(huán)境下長期注意集中能力下降，壓力環(huán)境長期集中并保持注意力的能力降低，反應(yīng)能力與處理能力相應(yīng)減弱。