·1606 工程科学学报，第42卷，第12期 diameter change rate fluctuates in the range of-8%-4%,and the degree of visual fatigue of the workers also increases with decreased intensity.This study proposes to use the windowed pupil diameter standard deviation,o,to determine the time of visual fatigue.The peak value of o under low illumination is earlier than that under high illumination;the peak value of o under 300-lx illumination is the latest, weak illumination.The fatigue degree of vision caused by 50-300 Ix is greater than that caused by strong illumination of 300-700 Ix. KEY WORDS confined space;safety management;visual fatigue;visual display terminal task;pupil diameter 受限空间是指通风不良、容易造成有毒有害 手段也引起了不少人的关注7，脑电信号蕴藏 气体积聚和缺氧的设备、设施和场所.受限空间 很多生理信息，但脑电测量要求较高，需要涂导电 职业危害因素很多，目前研究者关注较多的是受 凝胶等，操作复杂.瞳孔直径作为人眼的一部分， 限空间的室息四中毒叫，爆炸)，高温等方面的 其调节机制对于视觉状态评价标准的建立具有 事故.但随着现代电子设备的不断发展与进步，受 重要意义.疲劳状态尤其是瞌睡状态下瞳孔会有 限空间内作业人员从事视频显示终端(Visual 很大的变化，人们瞌睡时的瞳孔会减小，疲劳时瞳 display terminal,VDT)作业已经非常普遍，比如，煤 孔直径有比较明显的变化，而清醒人的瞳孔尺寸 矿中的监控酮室，轮船中的屏幕作业的船舱等.由 (稳定光照下)保持相对稳定1叨.K00等20在不同 于受限空间结构复杂，视野相对狭窄，这种作业空 观看条件下观看两个不同的视频，监测瞳孔直径 间一般由于作业人员较少，容易忽略采光因素，而 的变化，主观疲劳明显时，瞳孔直径减小.因而，根 光照又是视觉疲劳的重要影响因素.相比正常环 据瞳孔变化的程度分析视觉疲劳水平是有价值的， 境，受限空间作业环境更为恶劣，在这种受限空间 经综合考究，本研究采用测量瞳孔直径的方法 中进行VDT作业，长时间观看屏幕会导致眼睛的 1实验设计 极度疲劳，继而引发事故.由于VDT的自发光原 理，即使在黑暗环境中作业人员依然能够看清屏 1.1实验人员及器材 幕，因此，在实际VDT工作站中，人们对环境的光 为尽可能减少个体差异性的影响，被试的视 照更容易忽略.而光环境对VDT视觉疲劳有重要 觉生理等状态进行严格挑选和控制，挑选视力水 影响.据美国OSHA调查显示，船厂环境中受限 平正常、无佩戴眼镜的受试者.为尽可能减少自 空间损伤率是一般建筑业的两倍.研究显示阿，在 身身体状况影响，要求受试者在测试前7d内未服 工作或娱乐中经常使用屏幕的群体，有70%至 用任何药物，实验前36h内无剧烈运动，24h内不 90%的人会出现电脑视觉综合症(Computer vision 允许饮酒，12h内不允许饮用咖啡、功能性饮料 syndrome,CVS).综上所述，受限空间的光照问题 用心理压力分析仪(DH-600)挑选近期心理压力正 常的受试人员.所选取人员的年龄、身高和体重 对职工的健康和安全生产有重要的影响，因此， 相差较小.综上，所挑选受试者在一定程度上能代 对受限空间内光照对作业人员的研究显得尤为 表受限空间作业人员.本实验共选择了24位符合 重要， 上述实验要求的在校大学生作为受试人员，其中 视觉疲劳的监测方法主要分为主观和客观两 14名男生，10名女生.实验前对受限空间VDT作 种门，主观评估方法通常采用主观评价量表侧方法 业进行调研，并对受试者进行培训，使其尽可能接 对整个实验过程的疲劳程度进行初步定量分析例 近实际情况.其中受试者身体指标如表1. 该方法相对简单，能够明了的分析出疲劳与否，但 易受个体差异和心理影响因素0随着信息技术 表1受试者参数 化的发展，人们也探索了众多客观评估视觉疲劳 Table 1 Subject parameters 方法.孙立斌山利用闪光融合频率(Critical flicker Age Height/cm Weight/kg Vision frequency,CFF)对航空管制员进行视觉疲劳测试， 21.6±1.8 170.9±7.0 61.9±11.5 4.7±0.3 建立了疲劳评价模型，但C℉F容易受近视，散光和 心率等因素影响)，郭梦竹与李世武1用实车装 仪器：眼动仪ASL Mobile Eye,采样频率30Hz 置研究驾驶员的视觉疲劳问题，构建了驾驶员反 ASL Applied science laboratories);ASL EVEVI- 应时概率密度函数，但是反应时测量误差较大 SIN分析软件，录像机：索尼GV-D1O00E,RUM记录 近年来随着脑科学的发展，脑电作为疲劳测试的 器安装单元，可调式眼镜，可调节照度遥控灯Mi.lightdiameter change rate fluctuates in the range of −8%−4%, and the degree of visual fatigue of the workers also increases with decreased intensity. This study proposes to use the windowed pupil diameter standard deviation, σ, to determine the time of visual fatigue. The peak value of σ under low illumination is earlier than that under high illumination; the peak value of σ under 300-lx illumination is the latest, weak illumination. The fatigue degree of vision caused by 50−300 lx is greater than that caused by strong illumination of 300−700 lx. KEY WORDS    confined space；safety management；visual fatigue；visual display terminal task；pupil diameter 受限空间是指通风不良、容易造成有毒有害 气体积聚和缺氧的设备、设施和场所. 受限空间 职业危害因素很多，目前研究者关注较多的是受 限空间的窒息[1] ，中毒[2] ，爆炸[3] ，高温[4] 等方面的 事故. 但随着现代电子设备的不断发展与进步，受 限空间内作业人员从事视频显示终端 （ Visual display terminal，VDT）作业已经非常普遍，比如，煤 矿中的监控硐室，轮船中的屏幕作业的船舱等. 由 于受限空间结构复杂，视野相对狭窄，这种作业空 间一般由于作业人员较少，容易忽略采光因素，而 光照又是视觉疲劳的重要影响因素. 相比正常环 境，受限空间作业环境更为恶劣，在这种受限空间 中进行 VDT 作业，长时间观看屏幕会导致眼睛的 极度疲劳，继而引发事故. 由于 VDT 的自发光原 理，即使在黑暗环境中作业人员依然能够看清屏 幕，因此，在实际 VDT 工作站中，人们对环境的光 照更容易忽略. 而光环境对 VDT 视觉疲劳有重要 影响. 据美国 OSHA 调查[5] 显示，船厂环境中受限 空间损伤率是一般建筑业的两倍. 研究显示[6] ，在 工作或娱乐中经常使用屏幕的群体 ，有 70% 至 90% 的人会出现电脑视觉综合症（Computer vision syndrome，CVS）. 综上所述，受限空间的光照问题 对职工的健康和安全生产有重要的影响，因此， 对受限空间内光照对作业人员的研究显得尤为 重要. 视觉疲劳的监测方法主要分为主观和客观两 种[7] . 主观评估方法通常采用主观评价量表[8] 方法 对整个实验过程的疲劳程度进行初步定量分析[9] ， 该方法相对简单，能够明了的分析出疲劳与否，但 易受个体差异和心理影响因素[10] . 随着信息技术 化的发展，人们也探索了众多客观评估视觉疲劳 方法. 孙立斌[11] 利用闪光融合频率（Critical flicker frequency，CFF）对航空管制员进行视觉疲劳测试， 建立了疲劳评价模型，但 CFF 容易受近视，散光和 心率等因素影响[12] . 郭梦竹与李世武[13] 用实车装 置研究驾驶员的视觉疲劳问题，构建了驾驶员反 应时概率密度函数，但是反应时测量误差较大[14] . 近年来随着脑科学的发展，脑电作为疲劳测试的 手段也引起了不少人的关注[15−17] ，脑电信号蕴藏 很多生理信息，但脑电测量要求较高，需要涂导电 凝胶等，操作复杂. 瞳孔直径作为人眼的一部分， 其调节机制[18] 对于视觉状态评价标准的建立具有 重要意义. 疲劳状态尤其是瞌睡状态下瞳孔会有 很大的变化，人们瞌睡时的瞳孔会减小，疲劳时瞳 孔直径有比较明显的变化，而清醒人的瞳孔尺寸 （稳定光照下）保持相对稳定[19] . Koo 等[20] 在不同 观看条件下观看两个不同的视频，监测瞳孔直径 的变化，主观疲劳明显时，瞳孔直径减小. 因而，根 据瞳孔变化的程度分析视觉疲劳水平是有价值的， 经综合考究，本研究采用测量瞳孔直径的方法. 1    实验设计 1.1    实验人员及器材 为尽可能减少个体差异性的影响，被试的视 觉生理等状态进行严格挑选和控制，挑选视力水 平正常、无佩戴眼镜的受试者. 为尽可能减少自 身身体状况影响，要求受试者在测试前 7 d 内未服 用任何药物，实验前 36 h 内无剧烈运动，24 h 内不 允许饮酒，12 h 内不允许饮用咖啡、功能性饮料. 用心理压力分析仪（DH-600）挑选近期心理压力正 常的受试人员. 所选取人员的年龄、身高和体重 相差较小. 综上，所挑选受试者在一定程度上能代 表受限空间作业人员. 本实验共选择了 24 位符合 上述实验要求的在校大学生作为受试人员，其中 14 名男生，10 名女生. 实验前对受限空间 VDT 作 业进行调研，并对受试者进行培训，使其尽可能接 近实际情况. 其中受试者身体指标如表 1. 仪器：眼动仪 ASL Mobile Eye，采样频率 30 Hz （美国 ASL Applied science laboratories）；ASL EVEVI￾SIN 分析软件，录像机：索尼 GV-D1000E，RUM 记录 器安装单元，可调式眼镜，可调节照度遥控灯 Mi.light 表 1    受试者参数 Table 1    Subject parameters Age Height/cm Weight/kg Vision 21.6±1.8 170.9±7.0 61.9±11.5 4.7±0.3 · 1606 · 工程科学学报，第 42 卷，第 12 期