景國勛，孫妍琳，蔣 方

(1.河南理工大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，河南 焦作 454000； 2.安陽工學(xué)院，河南 安陽 455000)

0 引言

人們能夠識別并感受警告信號傳達的危險信號，從而引導(dǎo)其自身行動[1]，但當(dāng)安全要素比較復(fù)雜時，不利于作業(yè)人員掌握安全信息[2]，且公共場所和生產(chǎn)場所安全標(biāo)志設(shè)置順序混亂，是造成事故的重要因素[3]。因此，安全標(biāo)志位置設(shè)置十分重要。

目前，針對安全標(biāo)志排列順序設(shè)置存在爭議。關(guān)于多個安全標(biāo)志排列組合，周丹等[3]提出煤礦井下安全標(biāo)志設(shè)置存在不合理現(xiàn)象。此外，多安全標(biāo)志排列標(biāo)準(zhǔn)也存在不一致的問題，《安全標(biāo)志及其使用導(dǎo)則》(GB 2894—2008)[4]規(guī)定，多個標(biāo)志同時放置時，應(yīng)按警告、禁止、指示、提示等順序進行放置；《用人單位職業(yè)病危害告知與警示標(biāo)識管理規(guī)范》(安監(jiān)總廳安健〔2014〕111號)[5]第30條規(guī)定，多個警示標(biāo)識同時設(shè)置時，應(yīng)按禁止、警告、指示、提示等順序依次按先左后右、先上后下排列，但現(xiàn)有文獻沒有從視覺注意特征方面對多安全標(biāo)志排列進行研究。

胡祎程等[6]采用問卷法探討標(biāo)志特征與使用者對標(biāo)識的認(rèn)識性；李林娜[7]通過問卷調(diào)查分析顏色與形狀組合，以找尋最引人注目的組合；田水承等[8]通過將安全標(biāo)志設(shè)置在同一煤礦場景中研究合理位置，以增強安全標(biāo)志顯著性；李世波等[9]通過問卷調(diào)查研究關(guān)注度、危險感知、安全提示、安全知識、安全意識、安全習(xí)慣6個指標(biāo)對煤礦場員工對安全標(biāo)志理解的影響。上述針對安全標(biāo)志的研究大多采用調(diào)查問卷的形式，主要以單個安全標(biāo)志識別性研究為主，缺乏多個安全標(biāo)志位置設(shè)置對識別性的影響研究。

人類80%～90%的外部信息都是通過視覺信息系統(tǒng)實現(xiàn)的，而視覺信息系統(tǒng)又具有直接性、自然性和雙向性[10]。眼動追蹤技術(shù)可以記錄眼睛的活動軌跡，其結(jié)果可以準(zhǔn)確反映人的選擇?；诖?，本文以安全標(biāo)志的排列順序為自變量，利用EyelinkⅡ眼動儀研究多安全標(biāo)志組合的視覺注意特征。

1 實驗設(shè)計

1.1 實驗設(shè)備

本文實驗由Experiment Builder編寫，眼動數(shù)據(jù)由加拿大SR研究公司研制的Eyelink Ⅱ眼動儀測量。Eyelink Ⅱ眼動儀具有高分辨率(<0.005°)、低噪聲(<0.01 RMS)等優(yōu)點，儀器精確度較高，平均注視位置偏差小于0.5°，其頭盔裝置根據(jù)工程學(xué)原理設(shè)計，具有輕便耐用、可與大多數(shù)眼睛或隱形眼鏡兼容，易于設(shè)置、校準(zhǔn)和確認(rèn)，可進行實時操作反饋等優(yōu)勢。

1.2 實驗被試

為保證數(shù)據(jù)樣本的統(tǒng)一性，選擇20名被試者(男生女生各10名)，平均年齡(25.2±1.10)歲，BMI為(20.9±2.24)kg/m2。要求被試者視力或矯正視力正常，無色盲色弱情況，且實驗前禁止飲酒和劇烈運動。

1.3 實驗素材

選用自《安全標(biāo)志及其使用導(dǎo)則》(GB 2894—2008)[4]現(xiàn)行安全標(biāo)志，通過詢問法選出4張易識別標(biāo)志，即禁止標(biāo)志、警告標(biāo)志、指令標(biāo)志、提示標(biāo)志各1張，處理為同等大小及像素(如圖1所示)。將4張圖片分別橫向、縱向進行組合排列，排列方式橫向縱向相同，將24種排列方式分別進行標(biāo)號，如表1所示。

圖1 安全標(biāo)志Fig.1 Selection of safety signs

1.4 實驗步驟

1)宣讀實驗過程。向被試介紹實驗過程及注意事項，使其正確理解實驗并遵守實驗規(guī)則。

2)校準(zhǔn)。開啟程序，為被試數(shù)據(jù)文件夾命名，被試帶上實驗頭盔，坐在距離屏幕0.60 m處，平視電腦屏幕中央，在被試機上采用9點校準(zhǔn)法進行校準(zhǔn)。

3)正式實驗。每位被試先進行橫向24組實驗測試，休息10 min后測試縱向24組實驗圖片。每組圖片隨機播放，每張圖片播放時長8 000 ms，每組實驗圖片中插入空白屏，避免上一張圖片的影響。

4)實驗過程。被試在實驗過程中不需要進行任何決定或判斷，所有圖片觀看完成后即實驗結(jié)束。

5)實驗完成。實驗完成后數(shù)據(jù)自動保存至文件夾，整個實驗控制在20 min以內(nèi)。

1.5 實驗數(shù)據(jù)處理及導(dǎo)出

興趣區(qū)(Area of Interest,AOI)是視覺刺激的目標(biāo)區(qū)域，是分析眼動結(jié)果的基本單位[11]。本文實驗將每組圖片的設(shè)置位置作為1個興趣區(qū)，保證不同實驗組興趣區(qū)面積相同，并將每組實驗圖片從最左和最上進行興趣區(qū)Ⅰ～Ⅳ編號，不同編號代表不同位置情況，如位置Ⅱ橫向代表中間偏左，縱向代表中間偏上。研究表明，人在一定情境下對特定區(qū)域所消耗的精力大小與潛在心理動機可通過眼動實驗數(shù)據(jù)進行展現(xiàn)[12-14]。本文實驗從興趣區(qū)中提取眼動數(shù)據(jù)，包括首次注視時間(First Fixation Time,FFT)和平均注視時間(IA Dwell Time,IDT),利用SPSS在置信度為95%的條件下進行統(tǒng)計學(xué)分析，并用origin繪圖。

表1 排列順序Table 1 Arrangement order

2 實驗數(shù)據(jù)分析

2.1 FFT分析

FFT表示被試者從播放刺激開始到觀看特定位置的時間，被試者對于某個目標(biāo)的FFT越小，該目標(biāo)則更能引起注意[15]。注視的順序取決于被試視線停留位置以及每個注視點停留時間，反映場景中更能吸引注意的區(qū)域。將眼睛注視時間信息與位置信息相結(jié)合，可得到注視順序。

同組不同位置及禁止標(biāo)志FFT描述統(tǒng)計見表2。由表2可知，同組不同位置，橫向位置Ⅰ～Ⅳ的FFT均值分別為1 047.84，508.92，1 461.27，2 843.58 ms，縱向位置Ⅰ～Ⅳ的FFT均值分別為917.61，728.28，1 865.38，3 217.86 ms。將每個位置與位置Ⅱ進行配對樣本t檢驗，見表3，配對1～7被試觀看不同位置的Sig(雙尾)遠(yuǎn)小于0.05，達到顯著性水平。由此可見，同組不同位置橫向和縱向排列中，在位置Ⅱ處FFT平均值均相對最短。

由表2可知，禁止標(biāo)志橫向排列位置Ⅰ～Ⅳ的FFT均值分別為1 103.78，379.51，1 473.16，2 762.06 ms，標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為140.47，156.05，349.97，175.61 ms；禁止標(biāo)志縱向排列位置Ⅰ～Ⅳ的FFT均值分別為1 070.62，720.61，1 769.97，3 479.63 ms，標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為472.60，247.47，415.09，564.18 ms，無論橫向排列還是縱向排列,位于位置Ⅱ的均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差均較小。由表3可知，

表2 同組不同位置及禁止標(biāo)志FFT描述統(tǒng)計Table 2 Statistics on FFT description of different positions and prohibition sign in same group ms

所有標(biāo)志位置Ⅱ平均首次注視時長橫、縱存在顯著性差異，而禁止標(biāo)志位于位置Ⅱ時橫、縱對比無顯著性差異(p<0.05具有差異性，p<0.01差異性更顯著)。

眼動軌跡將注視時間與順序生成注視序列，從而利用可視化進行展現(xiàn)，能夠反映環(huán)境中視覺吸引力較強的元素以及視覺搜索軌跡。被試眼動軌跡如圖2所示，圖片閱讀順序皆為位置Ⅱ，Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ，可將FFT的數(shù)據(jù)信息直觀展現(xiàn)出來。

2.2 IDT分析

眼動軌跡能夠顯示被試眼睛正在注視的位置，當(dāng)進行觀察時，總是將視線無意的集中在固定區(qū)域的某一部分上，其規(guī)律可以反映被試的視覺加工特點。各區(qū)域注意分布程度可通過測量注視持續(xù)時間得到，IDT可以顯示特定部位固定時間的平均長度[16]，通過比較AOI的平均注視持續(xù)時間，得到最受關(guān)注區(qū)域。

按照禁止標(biāo)志放置位置分為4組，不同位置IDT數(shù)據(jù)分析見表4。由表4可知，禁止標(biāo)志橫向、縱向位于位置Ⅱ的IDT均較高。禁止標(biāo)志位于不同位置IDT配對樣本t檢驗對比見表5。由表5可知，配對樣本t檢驗橫向位置Ⅱ?qū)M向位于位置Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ在顯著水平為0.05時的p值概率分別為0.000，0.117，0.001，位置Ⅰ，Ⅳ的p小于0.05，拒絕原假設(shè)，即認(rèn)為位置Ⅰ，Ⅳ對IDT有顯著影響；位置Ⅲ大于0.05，認(rèn)為位置Ⅲ對IDT沒有顯著影響，但通過平均值的比對可知，位置Ⅱ的IDT高于位置Ⅲ?？v向位置Ⅱ?qū)v向位置Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ的p值分別為0.039，0.007，0.004，均小于0.05，拒絕原假設(shè)，認(rèn)為位置Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ對IDT有顯著影響。由表5可知，將橫向與縱向位置Ⅱ、禁止標(biāo)志位于位置Ⅱ時的IDT進行對比可知，2種配對p值均大于0.05，可見橫縱排列方式對標(biāo)志的IDT并無影響。

表3 同組不同位置及橫縱FFT配對樣本t檢驗Table 3 t-test for paired samples of different positions and horizontal-vertical FFT in same group

圖2 被試眼動軌跡Fig.2 Eye movement trajectory of subjects

所有組別禁止標(biāo)志的IDT如圖3所示。由圖3可知，橫向排列時禁止標(biāo)志的IDT除trial 22，23較低外，其他實驗組均比較平均，縱向排列中trial 2，11較其他實驗組高，trial 12較其他實驗組略低，橫向縱向IDT國標(biāo)組均高于平均值，職業(yè)安全衛(wèi)生組低于平均值。

表4 禁止標(biāo)志位于不同位置IDT數(shù)據(jù)分析Table 4 Analysis of IDT data for different locations of prohibition sign

表5 禁止標(biāo)志位于不同位置IDT配對樣本t檢驗Table 5 Paired-sample t-test for IDT with different locations of prohibition sign

圖3 禁止標(biāo)志IDTFig.3 Prohibition sign IDT

3 討論

標(biāo)志是可脫離語言文字傳遞信息的有效手段[17]，安全標(biāo)志不同排列順序，會影響標(biāo)志的受注意程度和受注意順序。IDT和FFT在本文實驗中作為安全標(biāo)志受注意程度的評價指標(biāo)，F(xiàn)FT越短、IDT越長，則受關(guān)注程度越高。

由表2中FFT數(shù)據(jù)可知，位置不同，對首次注視時間有顯著影響(p<0.05)，橫向、縱向排列位置Ⅱ的FFT相對較短，最先引起被試注意。人們閱讀時眼睛一般從左到右掃視，平穩(wěn)經(jīng)過注視點，偶爾從右向左回視[18]，當(dāng)閱讀圖片時，會因圖片內(nèi)某些要素的顏色形狀不同影響觀看順序。本文實驗顯示，被試注意到圖片中心后，橫向排列時從左向右閱讀圖片，縱向排列時從首次注視中心后開始按照從上向下的順序閱讀，在組合圖片閱讀時，中間偏左位置受注意程度較大，橫縱均按照位置Ⅱ，Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ順序識別。

紅色作為警示色，在安全標(biāo)志中能夠迅速被人的眼球捕捉到，李琳娜[7]研究發(fā)現(xiàn)紅色是最吸引人眼球的背景顏色。而本文實驗發(fā)現(xiàn)，禁止標(biāo)志位于位置Ⅱ相比于其他標(biāo)志更能吸引被試的注意力；當(dāng)禁止標(biāo)志位于位置Ⅱ時，其首次注視時間相對其他標(biāo)志較短。IDT結(jié)果表明，當(dāng)安全標(biāo)志在橫向、縱向排列時，禁止標(biāo)志在位置Ⅱ的IDT顯著高于其他位置，且橫縱向沒有顯著差異。從禁止標(biāo)志不同實驗組的IDT柱狀圖可以看出，橫向排列禁止標(biāo)志IDT的trial 22，23偏低，其中禁止標(biāo)志排在兩側(cè)，縱向排列禁止標(biāo)志IDT中trial 2,6,11,14高于其他組，其中除11外2,6,14 3項禁止標(biāo)志均在位置Ⅱ，且橫向、縱向國標(biāo)實驗組trial 14均高于職業(yè)安全衛(wèi)生實驗組trial 22。被試更關(guān)注于中間偏左、中間偏上位置，相對于其他位置，在該區(qū)域具有的信息會被接收更多，說明順序因素同樣對注視時間有一定影響。

王俊雅[19]在探究圖書館應(yīng)急疏散標(biāo)志時，同樣得出被試更關(guān)注中間和中間偏上位置的結(jié)論。所以在沒有充分時間閱讀多個安全標(biāo)志時，需要讓場所人員能夠及時注意到限制度更高的安全標(biāo)志，規(guī)范自己的行為，應(yīng)將重要的標(biāo)志在橫向排列時置于中部偏左處，在縱向排列時置于中部偏上處。

4 結(jié)論

1)無論橫向還是縱向排列，安全標(biāo)志在第Ⅱ位置時FFT相對較短，安全標(biāo)志按照位置Ⅱ，Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ依次進行閱讀。

2)安全標(biāo)志在位置Ⅱ時IDT相對較長，禁止標(biāo)志在位置Ⅱ的IDT具有顯著性差異，橫向排列與縱向排列均在位置Ⅱ有更高的IDT。

3)排列方式對IDT并無顯著影響，而對FFT的影響在禁止標(biāo)志位于位置Ⅱ時可消除。

4)多個安全標(biāo)志組合排列時，橫向中偏左的位置及縱向中偏上的位置更容易引起人的注意，應(yīng)放置較為重要的安全標(biāo)志，而國標(biāo)的順序具有更高的識別性。