職業防護服的可視性測評研究方法

鄭 晴，王宏付，柯 瑩

(江南大學 江蘇省非物質文化遺產研究基地，江蘇 無錫 214122)

職業防護服的可視性對某些特殊職業人員的安全至關重要，如在夜晚道路上，施工人員、環衛工人等不易被車輛發現，而造成交通事故。在礦井下由于環境昏暗，礦工與運輸設備的碰撞也時常發生。除了加強安全管理，采取安全措施之外，提高職業防護服的可視性，可以最直接且有效地保障工作人員在復雜環境中的人身安全[1- 2]。高可視性的防護服是指在光源的照射下，服裝上的熒光材料和反光材料能夠高強度地發出可見光，突出顯示著裝人員的存在[3]。

GB 20653—2006《職業用高可視性警示服》的發布，使可視性性能在職業防護服的設計應用得到關注。為保證服裝上的反光材料能有效起到突顯著裝人員的作用，有必要對服裝的可視性進行測試和評價。

國內外研究者對服裝可視性的研究集中在面料上，例如熒光面料[4-5]、反光面料、自發光面料等，因此面料的可視性研究方法較為成熟[6-9]。但服裝的可視性不僅與面料本身的可視性有關，還受到服裝整體設計的影響[10]。對職業防護服的可視性性能測評，若僅限于面料研究，便無法反映服裝在實際穿著過程中整體的醒目程度。因此從面料到服裝整體對職業防護服的可視性進行測試和評價，更有助于設計高性能的職業防護服。

從面料和服裝整體2個方面對現有測評服裝可視性的方法進行總結分析，為完善職業防護服的安全設計提供可行的參考。

1 面料的可視性測評

1.1 顏色要求

職業防護服的基底熒光面料需要在自然光線較弱的環境下有醒目作用。熒光材料在受到光照后，能發出比吸收光波長更長的可見光。GB 20653—2006規定在職業用可視性警示服中采用3種顏色的熒光材料：熒光黃、熒光橘紅和熒光紅。按照GB/T 3979—1997《物體色測量方法》檢測熒光顏色，用Yxy表色方法確定材料的色度區域范圍和亮度指數。基底顏色參數范圍見表1。

表1 基底顏色參數范圍

1.2 逆反射性能

職業防護服中的反光材料又稱逆反射材料，可將入射光沿光源方向反射回去。在沒有自然光的環境中，通過特定光源(如探照燈、車燈、礦燈等)的照射，回歸反射光線，增強穿著者的可視性。

反光材料的逆反射性能通常用逆反射系數表示。在反光材料面積一定的條件下，逆反射系數越高，則材料的可視距離越高[9]，即在相同的觀察距離下擁有更高的可視性。使用逆反射系數測量儀，在標準要求的入射角和觀測角測量材料反射的光強度，從而計算逆反射系數R′[11]。

R′=R/A=I/(E×A)

式中：R′為逆反射系數，cd/(lx·m2)；R為光強度系數，cd/lx；A為材料面積，m2；E為光照度，lx；I為光強度，cd。

職業用最高級別警示服中反光材料的最小逆反射系數如表2所示。

表2 三級反光材料最小逆反射系數cd/(lx·m2)

薛燦濃等[12]研究了反光織物中反光長絲細度、經紗顏色、反光區域經向長度和反光長絲浮長線對面料反光性能的影響，得出反光長絲之間的間隙越小、經紗顏色越淺，反光區域經向長度和反光長絲浮長線越長，植物的反光性能越好。張海泉等[13]分析了玻璃微珠型反光織物的反光性能，發現微珠直徑會影響織物中的微珠覆蓋率，進而影響織物的反光性能。綜合國內的相關研究及標準發現，目前對服裝可視性的測評主要限于評價熒光面料和反光材料的性能，因為職業防護服的可視性主要由熒光面料和反光材料提供。但值得注意的是，高可視性的面料如何在服裝中進行應用，服裝整體是否能達到足夠的可視性仍有待探討。因此有必要研究服裝整體的可視性測評。

2 服裝的可視性評價

目前未見相關標準規定服裝的可視性測評方法。常見的服裝可視性的測評方法有可視距離測量法、圖像分析法、眼動跟蹤分析法。

2.1 可視距離測量法

可視距離測量法反映了服裝穿著者可被他人識別的最大距離，也可以在固定距離下測試觀察者發現并識別出服裝穿著者的反應時間，常用于評價道路工作者的職業防護服的可視性。例如交警、環衛工人、道路施工人員等在光線較弱的環境中工作時，服裝的可視距離越大，穿著者就能盡早被車輛注意到，司機則有充足的反應距離以便作出相應操作，避免意外碰撞事故。

Michon等[14]在現場實驗中要求受試者觀察距離100 m或200 m處的安全警示服。最終發現受試者對熒光橘色服裝的反應時間最短。另外，其還研究了高可視性材料面積對服裝可視性的影響，結果表明使用約1 200 cm2的高可視性材料就能為服裝提供足夠的可視性。

Turner J等[15]通過可視距離測量的實驗研究11種顏色配置的安全警示服在白天的醒目程度，得出熒光橘紅的可視距離最長，另外白底熒光橘紅網格、熒光黃綠色、熒光橘紅和熒光黃綠組合這3種顏色配置形式也有較高的可視性。

文獻[16-19]利用可視距離測量了駕駛人員在黑夜識別道路工作者、行人及騎行人員的能力，比較了不同種類的反光服裝的可視性。研究發現在人體運動的四肢部位(如手臂、腿部)設計反光標志，可以形成“生物運動”信息，提示駕駛人員服裝穿著者的存在，有助于提高其可視性。

2.2 圖像分析法

圖像分析法是指在模擬實際環境的條件下，以觀察者的視角拍攝穿著職業防護服的人體，在固定的拍攝條件下，得到服裝穿著時的圖像，再對圖像進行分析和評估。圖像分析法評測服裝的可視性見圖1。

圖1 圖像分析法評測服裝的可視性

Havenith[20]在全黑的環境中用汽車前大燈照射100 m距離外穿著3種摩托車手服裝的人體，并以司機的視角拍攝了人體正面、側面和背面的照片。得到的照片通過軟件處理，可以分析反光材料的可視性性能。

王藝[21]在礦工服的設計評價時，在昏暗視角下拍攝服裝正面、側面和背面的反光效果圖片，計算服裝在穿著時反光面積與服裝總面積的比值，比值越大反映出服裝在昏暗條件下的可視性越高。

圖像分析法不僅可以比較反光材料的實際可視面積，還可以通過專家評估主觀上評價反光材料展現的形狀及人體的可辨認程度。

2.3 眼動跟蹤分析法

人總是通過對外界環境的感知獲取信息，大腦對信息進行處理后指導人的行動。在各種信息感知中，約80%的信息來源于視覺[22]。對視覺—眼動系統的測量可以直接反映人對外界的感知過程。眼動可視作視覺—眼動系統在外界刺激下的輸出，分為3種基本方式：注視運動、眼跳和跟蹤[23]。利用眼動跟蹤技術可得到以下主要參數：總注視次數、注視持續時間、區域注視次數、注視點序列和第1次到達目標興趣區的時間[24]。

眼動跟蹤技術在安全標志的設計領域有較多的應用，如交通標志[25-27]、礦井安全標識、公共場所應急標識等[28]。熱點圖可以反映標志的對觀察人員的吸引力，注視次數、注視時間和掃視次數可以體現觀察者對目標物體的搜尋能力[29]。

Isler等[30]用眼動追蹤系統測評了新西蘭森林工作人員安全工作服的可視性。研究人員以松樹林為背景，隨機放置了6種顏色的服裝。受試者從圖像中搜尋所有的服裝，且在此過程中圖像的亮度從全黑逐漸變亮。最終以服裝被觀察到的順序確定6種顏色服裝的可視性。

與可視距離測量法相比，眼動跟蹤分析可在實驗室的模擬環境下進行，且能提供除了觀察者對目標物體發現速度之外的信息，如觀察者在注意到醒目的物體后，還需要快速得知該物體的具體屬性。這對職業防護服的可視性尤為重要，因為職業防護服的使用環境下還會出現設備設施上的醒目標識，觀察者必須很容易地通過服裝確定穿著者的狀態。而眼動跟蹤分析相比圖像分析法，能更加直接且客觀地得出服裝的醒目程度。

目前國內外鮮有應用眼動跟蹤技術對職業防護服的安全識別性進行研究和測評。該技術注重人眼觀察和外界環境之間的相互關系，最直接地反映了服裝醒目程度，更能完善職業防護服的安全可視性設計。

3 結束語

本文針對職業防護服的可視性研究方法進行總結歸納，討論了面料和服裝整體2方面的測評現狀。目前國內外的學術成果和標準主要針對面料的可視性進行研究，已有較為成熟的方法。未來可關注多種高可視性面料之間的對比研究，為職業防護服在面料的選擇上提供參考建議。

面料的可視性無法代表服裝整體的可視性，即高可視性面料在職業防護服上的配置方式將影響服裝整體的可視性。因此，有必要進行服裝的可視性測評。本文根據現有的相關研究總結了3種服裝可視性測評方法：可視距離測量法、圖像分析法和眼動跟蹤分析法。服裝整體的可視性研究成果十分有限，未來仍可針對高可視性面料的配置方法進行定量評價，并對多種測評方法進行組合或對比。