应激环境中声音和色彩对操作者影响的研究

论文摘要

近年来,操作者在工作环境中的应激已成为各国高度重视的一个社会问题,控制环境中的应激源强度是应对应激的主要方式之一。应激环境中有95%以上的信息是通过操作者的视觉和听觉感知的,本文在应激的四种理论模型基础上,提出能描述刺激强度与操作者应激程度间非线性关系的应激压力缸理论;并最终建立声音和色彩刺激下操作者应激程度的数学模型,对有效控制应激环境中的声音和色彩刺激有重要意义。首先,基于航天环境研究了应激环境中人-机-环境的信息交流过程,从而确定了应激源对操作者可靠性的影响方式;采用层次分析法搭建了基于环境应激源的应激评价体系,确定了环境应激源的种类及相互作用;通过以上分析提出了应激的压力缸理论,并建立该理论的数学模型。其次,采用等效模拟和主观感受模拟两种环境模拟技术,搭建了汽车虚拟驾驶和航天虚拟声音刺激实验台;选取心率、呼吸和表面肌电信号为应激的生理评价特征,研究了不同声音刺激强度对操作者应激程度的影响,确定了三种人格特质对应激程度的影响权重。再次,基于声音刺激实验的结果及已有色彩刺激数据,在声音和色彩实验的不同时刻点,分别确定了心率、呼吸频率和表面肌电绝对积分三项生理指标对应激的评价权重,并通过分类模型证明了三项应激评价指标能很好的用于识别操作者的应激程度。最后,采用多级模糊综合评判方法和改进的加权平均模型,确定了声音和色彩刺激下被试者应激程度的综合评价结果;最终建立了声音和色彩影响因子的水平与操作者应激程度之间的数学模型,对实际应激环境中声音和色彩刺激下操作者应激程度的进行评判。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 应激的研究内容及发展现状
• 1.2.1 操作者应激的研究内容
• 1.2.2 应激评测技术的研究现状
• 1.3 应激特征评价方法的而研究现状
• 1.3.1 声音和色彩刺激的研究现状
• 1.3.2 特征评价方法的研究现状
• 1.4 本课题的研究内容及组织结构
• 第2章 优化操作者应激模型的提出
• 2.1 操作者行为可靠性的分析
• 2.1.1 应激环境中的信息交流过程
• 2.1.2 应激源对行为可靠性的影响
• 2.2 应激源总体评价体系的建立
• 2.2.1 环境应激源的总体评价结构
• 2.2.2 基于应激源的应激表达式
• 2.3 操作者人格特质分析
• 2.3.1 人格特质的概念
• 2.3.2 人格特质的问卷调查研究
• 2.4 应激的压力缸模型的建立
• 2.4.1 应激的压力缸模型的提出
• 2.4.2 压力缸模型数学关系的建立
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于生理特征的声音刺激实验研究
• 3.1 汽车高速驾驶虚拟试验台
• 3.2 基于无声刺激的应激实验研究
• 3.2.1 无声刺激虚拟高速驾驶实验
• 3.2.2 主观应激调查问卷结果分析
• 3.2.3 操作者生理信号结果分析
• 3.3 基于单音感刺激的应激实验研究
• 3.3.1 单音感刺激虚拟高速驾驶实验
• 3.3.2 主观应激调查问卷结果分析
• 3.3.3 操作者生理信号结果分析
• 3.4 基于复合声音刺激的应激实验研究
• 3.4.1 复合声音刺激模拟实验台
• 3.4.2 复合声音刺激模拟实验
• 3.4.3 人格特质对应激影响权重的确定
• 3.5 本章小结
• 第4章 操作者应激程度的特征评价与识别
• 4.1 应激评价特征的权重确定
• 4.1.1 问题的提出
• 4.1.2 特征评价方法
• 4.1.3 应激评价特征的权重确定
• 4.2 基于生理特征的应激程度识别
• 4.2.1 常用分类模型介绍
• 4.2.2 声音和色彩刺激下的应激识别
• 4.3 本章小结
• 第5章 基于声音和色彩的应激数学模型建立
• 5.1 声音和色彩对应激影响的理论基础
• 5.1.1 应激程度的模糊综合评判结构
• 5.1.2 基于声音和色彩刺激的应激响应
• 5.2 声音刺激下的应激综合评判
• 5.2.1 声音影响因子权重的确定
• 5.2.2 声音刺激下的应激综合评判矩阵
• 5.3 声音刺激下应激数学模型的建立
• 5.3.1 声音刺激下的生理响应数学模型
• 5.3.2 声音刺激下的应激数学模型
• 5.4 色彩刺激下的应激综合评判
• 5.4.1 色彩影响因子权重的确定
• 5.4.2 色彩刺激下的应激综合评判矩阵
• 5.5 色彩刺激下应激数学模型的建立
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢