88 dBA噪聲短期暴露對績效及煩擾程度影響的研究

高 慧，吳大蔚，劉志剛，肖 毅，楊振中，牛聰敏，劉 鋼，宋 德，楊玉花

（中國航天員科研訓(xùn)練中心，北京 100094）

88 dBA噪聲短期暴露對績效及煩擾程度影響的研究

高 慧，吳大蔚，劉志剛，肖 毅，楊振中，牛聰敏，劉 鋼，宋 德，楊玉花

（中國航天員科研訓(xùn)練中心，北京 100094）

為探討短期噪聲暴露對男性受試者績效及煩擾度的影響，49名男性受試者在88 dB（A）的噪聲下暴露1小時，期間進行績效測試及煩擾度量表調(diào)查，績效測試包括圈數(shù)字、心算、記憶力、80-8測試及雙重任務(wù)測試。實驗結(jié)果表明，較對照數(shù)據(jù)而言，噪聲下圈數(shù)字得分略下降，給定時間內(nèi)心算正確率下降，工作記憶力正確率基本不變，80-8量表測試正確率下降，雙任務(wù)測試時間估計誤差均值提高，上述變化均不具顯著性，受試者煩擾度分值在噪聲下明顯提高，并與Weinstein噪聲敏感性問卷得分具有相關(guān)性。

噪聲；績效；噪聲煩擾度

1 引言

各種作業(yè)環(huán)境往往都存在不同強度的環(huán)境噪聲，在載人航天飛行中，噪聲也是一個始終存在的環(huán)境因素。由于噪聲的存在，可能使作業(yè)人員或航天員出現(xiàn)工作績效下降及產(chǎn)生煩擾。

研究表明，噪聲可影響人的學(xué)習(xí)記憶功能和思維能力，當噪聲強度達到70 dBA時，會影響人的注意力，降低工作效率，增加工作中的錯誤率，影響學(xué)習(xí)性較強的工作，加速工作的疲勞［1］。Sandrock等通過交通噪聲暴露實驗發(fā)現(xiàn)，噪聲敏感者的腦力負荷及數(shù)學(xué)運算任務(wù)受噪聲影響的程度更大［2］。胡正元等采用本底（73 dBA）及三種強度機艙噪聲暴露（85 dBA、92 dBA、96 dBA），研究受試者的信號識別與算術(shù)計算能力，實驗結(jié)果表明隨噪聲強度提高，工效指標逐步下降，算術(shù)計算與信號識別受噪聲干擾更為明顯，85 dBA以上的艙室噪聲對人體具有明顯的工效干擾作用；主觀評價結(jié)果顯示，艇員對70 dBA噪聲環(huán)境感到比較滿意，對85 dBA感到煩惱，對92 dBA感到反感，對109 dBA感到無法接受［3］。可見，不同強度的各種環(huán)境噪聲可引起工作績效下降及煩擾效果。張磊力等采用自評量表對試飛車間的工人進行了噪聲敏感性調(diào)查、噪聲一般反應(yīng)和精神衛(wèi)生狀況調(diào)查，發(fā)現(xiàn)所有量表得分均隨著噪聲敏感程度的增高而增高，噪聲敏感性高的人群心理健康易受損害［4］。國際空間站NASA技術(shù)報告指出噪聲會降低人對復(fù)雜目視跟蹤作業(yè)的工效，影響短時記憶力、空間記憶力、比較和分類能力；當涉及多任務(wù)操作時，可降低認知功能，并造成領(lǐng)悟遲鈍、注意力不集中等多種不利效應(yīng)；噪聲還會對乘員組帶來煩擾的影響，引起煩擾的閾值與人的敏感程度相關(guān)［5］。由上述結(jié)果可見，噪聲環(huán)境可引起注意力、數(shù)學(xué)運算、記憶力等績效下降，并引起煩擾。但噪聲環(huán)境不同，噪聲強度及可引起的績效變化也不盡相同。

由上述文獻可見，85 dBA以上噪聲可能對績效造成影響，并引起煩惱。結(jié)合前期實驗結(jié)果，88 dBA噪聲比照85 dBA對績效影響更為明確。本文旨在研究特定中等強度噪聲88 dBA短時間暴露1 h對績效、煩擾等方面的影響，為噪聲的功效效應(yīng)及噪聲敏感者研究提供參考。工作績效變化作為噪聲效應(yīng)的一個方面，研究指標較多，針對不同研究目的有不同工效指標。本文采用注意力測試、心算、工作記憶力、80-8神經(jīng)類型測試以及雙重任務(wù)測試。同時噪聲影響結(jié)果可是雙向的，可能對工作效能產(chǎn)生積極的影響，也可能降低工效，本文主要關(guān)注對工效的干擾效應(yīng)。煩擾度研究參照GB/Z21233-2007/ISO/TS 15666《聲學(xué)應(yīng)用社會調(diào)查和社會聲學(xué)調(diào)查評價噪聲煩惱度》［6］，對受試者在安靜及噪聲下開展煩擾度調(diào)查，同時采用Winstein主觀噪聲敏感性問卷［7，8］調(diào)查受試者主觀敏感性，該問卷被認為在人群調(diào)查和實驗室研究中均有較好的信度和效度。

2 實驗方法

在實驗室模擬噪聲環(huán)境，在噪聲環(huán)境及安靜環(huán)境分別完成績效測試和煩擾度調(diào)查，研究噪聲環(huán)境與安靜環(huán)境下績效及煩擾度結(jié)果的差異，并觀察其與受試者主觀敏感性問卷得分的聯(lián)系。

2.1 暴露噪聲

噪聲強度為88 dBA、暴露時間1 h、頻譜特性采用航天艙內(nèi)噪聲譜。該暴露噪聲強度滿足GJB 50A-2011《軍事作業(yè)噪聲容許限值及測量》［9］的聽力保護安全限值要求，以不引起受試者不可逆的聽力損傷為前提。

2.2 受試者

受試者49名，男性，平均年齡（29.9±6.0）歲，身體健康，實驗前進行純音測聽及外耳道和鼓膜檢查，排除鼓膜充血及穿孔，且語言頻段聽力正常。實驗前后進行125 Hz～16 kHz純音聽閾測試，凡噪聲暴露即刻出現(xiàn)聽閾偏移10 dB以上者需進行復(fù)測，以觀察噪聲暴露后是否出現(xiàn)聽閾偏移。

2.3 實驗分組

按安靜對照組、噪聲暴露組共2組進行實驗。

2.4 測試項目及分析指標

采用圈數(shù)字測試、空間工作記憶力、心算、目標追蹤及時間估計雙任務(wù)以及80-8量表測試。

1）圈數(shù)字測試

采用圈數(shù)字作為注意力測試方法，圈數(shù)字測試采用數(shù)字劃銷方法，由MindXP訓(xùn)練分析系統(tǒng)中的圈數(shù)字模塊完成。MindXP采用NeuroSky便攜式腦波設(shè)備作為前端腦電采集測量設(shè)備，通過獲取被試者的腦電數(shù)據(jù)來分析測試者注意力參數(shù)。分析參數(shù)為得分、時長、專注指數(shù)、放松指數(shù)。

2）心算測試

心算測試由MindXP訓(xùn)練分析系統(tǒng)中的速算模塊完成，測試時在屏幕中心顯示減法豎式，數(shù)字范圍為1000以內(nèi)，算式由軟件題庫內(nèi)隨機抽取，由受檢者心算并從數(shù)字高位開始填寫，測試時間為2 min。分析參數(shù)為2 min內(nèi)完成題數(shù)、正確率及專注指數(shù)。

3）記憶力測試

記憶力測試采用空間工作記憶力測試，該測試由北京師范大學(xué)心理學(xué)院研發(fā)的工作記憶力測試軟件實現(xiàn)，由受試者瀏覽依次呈現(xiàn)的數(shù)字，并判斷當前呈現(xiàn)的數(shù)字位置是否與剛呈現(xiàn)過的前面第2個數(shù)字位置是否一致。分析參數(shù)為正確率、錯誤率、漏率、反應(yīng)時。

4）80-8量表測試

采用80-8量表測試［10］作為符號識別績效測試。由受檢者根據(jù)每行框線外打頭的兩種符號，在同水平符號串中進行查找，查找與這兩個符號相同的符號，并進行標注。根據(jù)受試者完成情況，對其標記正確、錯誤、特殊錯誤及總閱量進行計算。

5）雙重任務(wù)測試

雙重任務(wù)測試為手控目標追蹤任務(wù)和時間估計雙重任務(wù)，由航天員中心國防重點實驗室研發(fā)的測試軟件完成。使用操縱桿追蹤目標光點，盡可能使追蹤光標與目標點重合，同時根據(jù)屏幕提示時間進行時間估計任務(wù)。追蹤作業(yè)為主任務(wù)，時間估計為次要任務(wù)。分析參數(shù)為目標光點與追蹤光標間誤差距離的平均值、時間估計誤差的平均值。

計算正確率績效及反應(yīng)時績效，公式如下［11］：

正確率績效（%）

反應(yīng)時績效（%）

6）主觀量表測試

Weinstein主觀噪聲敏感性問卷［7］是通過受試者對21個問題的單項選擇，確定噪聲敏感得分，得分越高反映主觀噪聲敏感性越高。分析方法為分別統(tǒng)計問卷得分。

煩擾度量表參照《聲學(xué)應(yīng)用社會調(diào)查和社會聲學(xué)調(diào)查評價噪聲煩惱度》，包括描述性等級量表和數(shù)字等級量表［6］。描述性等級量表分五個等級：一點沒有、輕微、一般、嚴重、非常嚴重。數(shù)字等級為0至10這11個數(shù)來描述煩惱程度。分析噪聲煩擾度量表（定性描述、定量分值）結(jié)果。

2.5 實驗步驟

正式實驗前，對受試者進行績效測試操作訓(xùn)練，保證受試者對所有測試完全熟悉；并完成Weinstein噪聲敏感性問卷調(diào)查。

在實驗室安靜環(huán)境下，進行績效測試和煩擾度量表填寫，作為安靜對照組數(shù)據(jù)；在實驗室受試者在噪聲場暴露1 h，采用聲級計BK2250監(jiān)測左右耳部噪聲，噪聲強度保持在（88±1）dBA。噪聲暴露開始后，受試者安靜坐位，靜息15 min。噪聲暴露開始16 min后，依次進行雙任務(wù)測試、圈數(shù)字、心算、80-8神經(jīng)類型測試作為噪聲組數(shù)據(jù)，噪聲暴露開始40 min后進行煩擾度量表填寫。

3 結(jié)果與分析

實驗后所有受試者均順利完成實驗，噪聲暴露對受試者聽力無影響。

對所有受試者安靜對照組（CON）和噪聲暴露組（NOI）分別進行平均，數(shù)據(jù)以均值±標準差表示，采用配對t檢驗判別差異顯著性，并統(tǒng)計各測量值的線性相關(guān)性，以P＜0.05作為顯著性界限。同時觀察績效在噪聲下明顯下降者，以與對照相比績效參數(shù)下降數(shù)值超出兩倍標準差為限，統(tǒng)計績效負效應(yīng)最差者。

3.1 圈數(shù)字

圈數(shù)字測試結(jié)果見表1。得分績效為99.1%。噪聲環(huán)境下與對照相比，得分下降0.8，時長減少6 s，專注指數(shù)下降1.8，放松指數(shù)下降9。統(tǒng)計結(jié)果顯示放松指數(shù)下降具有顯著性，其他參數(shù)改變未見顯著性。圈數(shù)字得分由專注指數(shù)、錯誤點數(shù)及花費時間確定，為綜合性參數(shù)，短時88 dBA的噪聲會使得分略下降，提示注意力略下降，放松指數(shù)顯著性下降說明噪聲環(huán)境會使志愿者測試時放松程度明顯降低。本測試項目中有一名受試者得分下降超出兩倍標準差。

3.2 心算結(jié)果

表1 圈數(shù)字測試結(jié)果（Mean±SD）Table 1 Test results of the circle numbers

3.3 工作記憶力

記憶力測試結(jié)果見表3。正確率績效為99.3%，反應(yīng)時績效為102.1%。受試者在噪聲環(huán)境下進行記憶力測試時，正確率基本不變，略降0.2%，錯誤率提高0.5%，漏率略有降低0.2%，反應(yīng)時減少42.3 ms，統(tǒng)計分析表明變化均不具顯著性。相關(guān)性分析表明，正確率績效與反應(yīng)時績效相關(guān)系數(shù)為0.45，且具有顯著性（p值為0.01），其余各參數(shù)未見顯著性相關(guān)。并有兩名受試者正確率下降較大，超出兩倍標準差。

3.4 80-8量表測試

受試者在安靜環(huán)境及噪聲暴露中進行80-8量表測試，作為符號識別績效。測試結(jié)果統(tǒng)計見表4。正確率績效為98.8%。88 dBA噪聲暴露下正確率降低1.3%，錯誤率下降0.1%，漏率提高1.4%，特殊錯誤率下降0.3%，總閱量提高46個字符，除總閱量外其他不具顯著性。可見噪聲環(huán)境下正確率下降，漏率提高，錯誤率及特殊錯誤率略降，總閱量提高表明噪聲環(huán)境下的閱讀量提高。正確率明顯下降者為兩人。

3.5 雙重任務(wù)測試

雙重任務(wù)測試見表5，噪聲環(huán)境下目標追蹤任務(wù)差均值下降0.5，標準差均值下降0.1，時間估計誤差提高140 ms，統(tǒng)計分析表明變化不具顯著性。該結(jié)果提示88 dBA噪聲對雙重任務(wù)的影響主要是提高時間估計誤差。差均值增加超過兩倍標準差的為1人，時間估計誤差明顯增加者為2人。

表2 心算測試結(jié)果（Mean±SD）Table 2 Results of the arithmetic test

表3 記憶力測試結(jié)果（Mean±SD）Table 3 Results of the memory test

表4 80-8量表測試結(jié)果（Mean±SD）Table 4 Results of the 80-8 scale test

表5 雙任務(wù)測試結(jié)果（Mean±SD）Table 5 Results of the dual task

表6 煩擾度量表分值統(tǒng)計（Mean±SD）Table 6 Results of the noise annoyance scale

3.6 心理量表

Weinstein主觀噪聲敏感度問卷結(jié)果顯示，從問卷得分看，49人中多數(shù)志愿者（占98%）分值在42至105之間，高分值為1人（分值106），該名受試者在噪聲暴露中績效結(jié)果未見明顯影響。煩擾度定性結(jié)果顯示88 dBA噪聲暴露下，共有7人主觀煩擾度感受為嚴重，1人為非常嚴重，定量結(jié)果有3人煩擾度分值為9，其他受試者煩擾程度均為一般或輕微，分值≤7。煩擾度量表分值在噪聲組有顯著性提高，結(jié)果見表6，說明噪聲環(huán)境引起受試者主觀煩擾程度明顯提高。煩擾度量表結(jié)果與Weinstein主觀噪聲敏感度問卷結(jié)果具有一致性，問卷分值高的受試者在噪聲環(huán)境煩擾度分值也較高。相關(guān)性分析表明，敏感性問卷得分與煩擾度得分正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)r=0.35，p值= 0.15），具有顯著性，說明主觀感受敏感性強的受試者在噪聲暴露時更易打出高的煩擾度得分。

學(xué)生信息管理系統(tǒng)主要功能包括：學(xué)生基本信息和成績的錄入，瀏覽、查詢、刪除、修改及計算成績等功能。功能分析如下：

3.7 分析

績效指標在噪聲環(huán)境下改變無顯著性，這與噪聲短期暴露持續(xù)時間及強度有關(guān)。同時噪聲環(huán)境下績效結(jié)果存在個體差異，每種測試均有個別受試者主要績效指標下降較多，說明其受噪聲影響高于其他受試者。同時除一名受試者在兩項測試指標均有明顯下降外，其余明顯下降者都為不同受試者，說明噪聲下不同受試者績效所受影響也不同。

在上述績效測試中，正確率及反應(yīng)時是衡量績效成績的重要指標，對圈數(shù)字的得分績效、心算正確率績效、記憶力的正確率績效以及80-8正確率績效等進行相關(guān)性分析，各指標間無顯著相關(guān)性。從本次研究結(jié)果看，敏感程度分值高的1名志愿者，其他測試指標未體現(xiàn)出噪聲的明顯影響，該量表結(jié)果反映了志愿者的主觀感受和傾向。而噪聲下煩擾度量表得分變化具有顯著性，說明志愿者噪聲煩擾度明顯提高。此外，主觀噪聲敏感性得分高及煩擾度分值高的志愿者在績效操作結(jié)果未見明顯一致性。

4 結(jié)論

49名男性志愿者在88 dBA噪聲強度下暴露1 h，進行績效測試和煩擾度調(diào)查，與安靜對照相比，噪聲環(huán)境對績效操作有一定影響，但不具顯著性，這與噪聲短期暴露持續(xù)時間及強度有關(guān)。噪聲環(huán)境下圈數(shù)字得分略下降，注意力略下降，放松指數(shù)明顯降低。給定時間內(nèi)心算正確率下降，計算題數(shù)顯著性增加。工作記憶力正確率噪聲下基本不變，反應(yīng)時下降。80-8量表測試正確率下降，總閱量顯著提高。雙任務(wù)測試噪聲下時間估計誤差均值提高。不同受試者在同樣噪聲暴露下，績效改變存在個體性差異。煩擾度量表分值在噪聲組有顯著性提高。煩擾度量表結(jié)果與Weinstein主觀噪聲敏感度問卷結(jié)果具有相關(guān)性，問卷分值高的受試者在噪聲環(huán)境煩擾度分值也較高。主觀噪聲敏感性得分及煩擾度分值與志愿者在績效操作結(jié)果未見明顯一致性。

致謝：本項目的實驗研究得到北京師范大學(xué)心理學(xué)院，中國航天員科研訓(xùn)練中心人因工程國防重點實驗室、航天員選拔與訓(xùn)練研究室的大力支持和幫助，謹致謝意。

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Effects of 88 dBA Noise Exporsure on Task Performance and Annoyance

GAO Hui，WU Dawei，LIU Zhigang，XIAO Yi，YANG Zhenzhong，NIU Congmin，LIU Gang，SONG De，YANG Yuhua
（China Astronaut Research and Training Center，Beijing 100094，China）

To study the effect of short-term steady noise with moderate level on task performance and annoyance，49 male volunteers served as the test subjects and performed the tests of task perfomance and the scale of noise annoyance under quiet control and noise conditions.The noise SPL was 88 dBA and exporsure time was 1h.The tests of task performance involved circling numbers，subtraction，memory，80-8 scale test and Dual Task.The results showed that，during the noise exposure，the score of circling numbers was slightly decreased，accurate rate of memory had little change，accurate rates of calculation and 80-8 test were decreased，the error mean of time eatimation in dual task was increased，but all these changes were not significant.The score of noise annoyance increased significantly under noise，and the score of noise annoyance had some correlativity with that of Weinstein noise sensitivity questionnarie.

noise；task performancel；noise annoyance

V216.5

A

1674-5825（2015）06-0623-06

2015-05-06；

2015-10-20

中國航天醫(yī)學(xué)工程預(yù)先研究項目（2012SY54B0202）

高慧（1971-），女，博士，副研究員，研究方向為航天環(huán)境聲學(xué)。E-mail：gaohui0@sohu.com