·764· 工程科学学报，第40卷，第6期 P>0.05),相反，精神状态有好转的趋势.砌砖的任 3结论 务主要涉及到的是生理（肌肉）的疲劳.体力劳动不 仅没有导致精神方面的疲劳，反而促进受试者的精 (1)模拟瓦工在作业并对由疲劳引起心率变化 神状态.根据单样本t检验，生理疲劳对精神疲劳 进行了研究，可以用相对心率评价生理疲劳 方面的影响并不显著(P>0.05).因此，综合分析 (2)受试者的心率回落至正常水平的速度随着 表明，这种砌砖任务对心理疲劳影响不大.由于受 任务时间的持续而降低，间歇时的平均相对心率随 试者是在校大学生，与真实的砌砖工人还有一定的 时间增加而增加 区别.猜想受试者平时学习任务重，偶尔进行体力 (3)用相对心率得到疲劳“S型”曲线.由此可 活动，是对平时精神压力的释放，即便是体力活动造 得，生理疲劳可分为3个阶段：疲劳调整期、疲劳稳 成了生理疲劳依然没有导致精神疲劳. 定期和疲劳失稳期.为了避免或延缓疲劳失稳期的 2.4疲劳对心率恢复水平影响 出现，建议工人在疲劳稳定期内获得适当的休息 受试者在测试心率变异性和其他指标过程是处 可提高劳动效率和减少工作有关的肌肉骨骼疾病 在短暂休息的一个过程，此间歇期受试者心率下降 (VMSDs)的发生. 因此，提取该时期的相对心率，采用t检验，对该阶 段的相对心率变化情况进行分析，其结果如图8所 参考文献 示.（检验水准a设定为0.05） 1]Fang D P,JiangZ M,Zhang MZ,et al.An experimental method to study the effect of fatigue on construction workers'safety per- 1.5 formance.Saf Sci,2015,73:80 Bauer C M,Rast F M,Ernst M J,et al.The effect of muscle fa- tigue and low back pain on lumbar movement variability and com- plexity.J Electromyogr Kinesiol,2017,33:94 B] Monjo F,Forestier N.The postural control can be optimized by the first movement initiation condition encountered when submitted to muscle fatigue.Human Move Sci,2017,54:1 6 饰代 [4] De Vries J,Michielsen HJ,Van Heck GL.Assessment of fatigue among working people:a comparison of six questionnaires.Occup 1.0 8.0 04080120160 Environ Med,2003,60:i10 时间mia [5] Holmstrom E B,Lindell J,Moritz U.Low back and neck/shoul- 45 90 135 时间/min der pain in construction workers:occupational workload and psy- chosocial risk factors.Part 2:Relationship to neck and shoulder 图8间歇期相对心率随工作时长的变化(*表示与前任务期相 比此阶段相对心率变化值有显著性变化，P<0.05) pain.Spine,1992,17(6):672 [6] Fig.8 Changes of relative heart rate at interval with working time(* Godwin A,Eger T,Salmoni A,et al.Postural implications of ob- Indicates significant change compared to that before the task period,P taining linefsight for seated operators of underground mining <0.05) load-haul-dump vehicles.Ergonomics,2007,50(2):192 ] Lucini D,Marchetti I,Spataro A,et al.Heart rate variability to 从图中可以明显看出，在整个任务期间，平均相 monitor performance in elite athletes:criticalities and avoidable pitfalls.Int J Cardiol,2017,240:307 对心率在间歇期逐渐增加，这是由于随着生理疲劳 8] Nath N D,Akhavian R,Behzadan A H.Ergonomic analysis of 程度的增加，疲劳引起的物质积累需要通过快速的 construction worker's body postures using wearable mobile sensors. 心脏跳动，促进血液流动速度，加速疲劳物质的运输 4 ppl Ergon,2017,62:107 吸收，这是身体本能的调节机制.随着任务的继续， 9] Harcombe H,Herbison G P,MeBride D,et al.Musculoskeletal 经1检验得知，在疲劳时期心率的波动与任务前相 disorders among nurses compared with two other occupational groups..0 ccup Med,2014,64(8）:601 比有了显著的增加(P<0.05).表明，随着生理疲 [10]Li Y J,Yan H,Yang X L,et al.Study of mental fatigue based 劳程度的增加，心率需要更长的时间才能恢复到正 on heart rate variability.Chin J Biomed Eng,2010,29(1):1 常水平 (李延军，严洪，杨向林，等.基于心率变异性的精神疲劳的 本研究为利用心率评价生理性疲劳提供了理论 研究.中国生物医学工程学报，2010,29(1)：1) 01 支持.由于人体的复杂性，影响心率变化的因素很 Tak S W,Buchholz B,Punnett L,et al.Physical ergonomic hazards in highway tunnel construction:overview from the con- 多，本研究仍有一定的局限性.在以后的研究中，试 struction occupational health program.Appl Ergon,2011,42 验可以扩展，本研究可作为今后深入试验的基础. (5):665工程科学学报，第 40 卷，第 6 期 P ＞ 0. 05) ，相反，精神状态有好转的趋势． 砌砖的任 务主要涉及到的是生理( 肌肉) 的疲劳． 体力劳动不 仅没有导致精神方面的疲劳，反而促进受试者的精 神状态． 根据单样本 t 检验，生理疲劳对精神疲劳 方面的影响并不显著( P ＞ 0. 05) ． 因此，综合分析 表明，这种砌砖任务对心理疲劳影响不大． 由于受 试者是在校大学生，与真实的砌砖工人还有一定的 区别． 猜想受试者平时学习任务重，偶尔进行体力 活动，是对平时精神压力的释放，即便是体力活动造 成了生理疲劳依然没有导致精神疲劳． 2. 4 疲劳对心率恢复水平影响 受试者在测试心率变异性和其他指标过程是处 在短暂休息的一个过程，此间歇期受试者心率下降． 因此，提取该时期的相对心率，采用 t 检验，对该阶 段的相对心率变化情况进行分析，其结果如图 8 所 示． ( 检验水准 α 设定为 0. 05) ． 图 8 间歇期相对心率随工作时长的变化( * 表示与前任务期相 比此阶段相对心率变化值有显著性变化，P ＜ 0. 05) Fig． 8 Changes of relative heart rate at interval with working time( * Indicates significant change compared to that before the task period，P ＜ 0. 05) 从图中可以明显看出，在整个任务期间，平均相 对心率在间歇期逐渐增加，这是由于随着生理疲劳 程度的增加，疲劳引起的物质积累需要通过快速的 心脏跳动，促进血液流动速度，加速疲劳物质的运输 吸收，这是身体本能的调节机制． 随着任务的继续， 经 t 检验得知，在疲劳时期心率的波动与任务前相 比有了显著的增加( P ＜ 0. 05) ． 表明，随着生理疲 劳程度的增加，心率需要更长的时间才能恢复到正 常水平． 本研究为利用心率评价生理性疲劳提供了理论 支持． 由于人体的复杂性，影响心率变化的因素很 多，本研究仍有一定的局限性． 在以后的研究中，试 验可以扩展，本研究可作为今后深入试验的基础． 3 结论 ( 1) 模拟瓦工在作业并对由疲劳引起心率变化 进行了研究，可以用相对心率评价生理疲劳． ( 2) 受试者的心率回落至正常水平的速度随着 任务时间的持续而降低，间歇时的平均相对心率随 时间增加而增加． ( 3) 用相对心率得到疲劳“S 型”曲线． 由此可 得，生理疲劳可分为 3 个阶段: 疲劳调整期、疲劳稳 定期和疲劳失稳期． 为了避免或延缓疲劳失稳期的 出现，建议工人在疲劳稳定期内获得适当的休息． 可提高劳动效率和减少工作有关的肌肉骨骼疾病 ( WMSDs) 的发生． 参 考 文 献 ［1］ Fang D P，Jiang Z M，Zhang M Z，et al． An experimental method to study the effect of fatigue on construction workers’safety per￾formance． Saf Sci，2015，73: 80 ［2］ Bauer C M，Ｒast F M，Ernst M J，et al． The effect of muscle fa￾tigue and low back pain on lumbar movement variability and com￾plexity． J Electromyogr Kinesiol，2017，33: 94 ［3］ Monjo F，Forestier N． The postural control can be optimized by the first movement initiation condition encountered when submitted to muscle fatigue． Human Move Sci，2017，54: 1 ［4］ De Vries J，Michielsen H J，Van Heck G L． Assessment of fatigue among working people: a comparison of six questionnaires． Occup Environ Med，2003，60: i10 ［5］ Holmstrm E B，Lindell J，Moritz U． Low back and neck / shoul￾der pain in construction workers: occupational workload and psy￾chosocial risk factors． Part 2: Ｒelationship to neck and shoulder pain． Spine，1992，17( 6) : 672 ［6］ Godwin A，Eger T，Salmoni A，et al． Postural implications of ob￾taining line-of-sight for seated operators of underground mining load-haul-dump vehicles． Ergonomics，2007，50( 2) : 192 ［7］ Lucini D，Marchetti I，Spataro A，et al． Heart rate variability to monitor performance in elite athletes: criticalities and avoidable pitfalls． Int J Cardiol，2017，240: 307 ［8］ Nath N D，Akhavian Ｒ，Behzadan A H． Ergonomic analysis of construction worker's body postures using wearable mobile sensors． Appl Ergon，2017，62: 107 ［9］ Harcombe H，Herbison G P，McBride D，et al． Musculoskeletal disorders among nurses compared with two other occupational groups． Occup Med，2014，64( 8) : 601 ［10］ Li Y J，Yan H，Yang X L，et al． Study of mental fatigue based on heart rate variability． Chin J Biomed Eng，2010，29( 1) : 1 ( 李延军，严洪，杨向林，等． 基于心率变异性的精神疲劳的 研究． 中国生物医学工程学报，2010，29( 1) : 1) ［11］ Tak S W，Buchholz B，Punnett L，et al． Physical ergonomic hazards in highway tunnel construction: overview from the con￾struction occupational health program． Appl Ergon，2011，42 ( 5) : 665 · 467 ·