人的作业特征优秀课件

飞行器人-机-环境工程Tel:第4章人的作业特征概述4.1人的体力作业负荷4.1.1体力作业负荷及其测定4.1.2人体作业时的能量代谢4.1.3体力劳动强度分级4.1.4作业能力的动态分析4.1.5作业疲劳及其测定4.1.6作业时人体的调节与适应概述人机环境作业能力定义：完成某种作业所具备生理、心理特征，综合体现的个体所蕴藏的内部潜力作业生理、心理特征可从操作者单位时间内完成的操作的质量和数量间接地反映现代人机系统的信息量和复杂性呈爆炸性增长作业操作者监视者决策者4.1.1体力作业负荷及其测定4.1.1.1体力作业定义人体单位时间内承受的体力工作量的大小人体的工作能力是有一定限度的工作量作业效率工作限度4.1.1.2体力作业负荷测定运用生理和生化指标的变化来测定人体作业负荷水平生理变化测定生化变化测定主观感觉测定体力负荷肺通气量心率血压氧债吸氧量糖原(血糖)乳酸体力负荷生化指标尿蛋白乳酸或尿蛋白血糖自认劳累分级量表67891011121314151617181920重有点重非常重非常非常重有点轻肌电安静中等强度较大强度人体摄入物质（糖，脂肪，蛋白质）氧化分解，释放热量主要能源（70℅）储存人体的主要组成部分

生物氧化能量＋CO2,H2O热能（50℅）(化学能）三磷酸腺苷（ATP）维持体温，散发出体外放出能量供合成代谢和生理活动4.1.2人体作业时的能量代谢能量代谢定义：体内能量的产生、转移和消耗1.ATP—CP系列在要求能量释放速度很快的情况下，肌细胞中的ATP由磷酸肌酸(CP)与二磷酸腺苷合成予以补充：即

CP＋ADPCr(肌酸)＋ATP该过程简称为ATP—ＣP系列。特点：ATP—CP系列提供能量的速度极快，不需要O2，不产生乳酸CP在人体内的贮量有限；该途径的产能过程只能维持肌肉大强度活动几秒钟.2.需氧系列在中等劳动强度下，ATP以中等速度分解，又通过糖和脂肪的氧化磷酸化合成得到补充，即葡萄糖或脂肪＋氧ATP特点：在合成的开始阶段，以糖的氧化磷酸化为主；在作业持续到结束阶段，以脂肪的氧化磷酸化为主；ATP生成总量大(输出功率15J/(kg.s))，但速度慢；不产生乳酸；长时间耐力活动的物质基础氧化磷酸化3.乳酸系列在大强度劳动时，能量需求速度较快，相应ATP的分解也必须加快，但受到供氧能力的限制。此时，则靠无氧糖酵解产生乳酸的方式提供能量，故称为乳酸系列：葡萄糖(糖原)ATP＋乳酸特点：乳酸逐渐扩散到血液，部分排出体外，其余在肝,肾内部又合成为糖原；在食物营养充足条件下，经休息，可较快合成为糖原；

产能方式不经济(需大量葡萄糖)；乳酸属致疲劳物质；乳酸系列转换不能持续较长时间。糖酵解糖酸解时1g分子葡萄糖能合成2g分子ATP，但糖酵解的速度比氧化磷酸化的速度快32倍，所以是高速提供能量的重要途径。表4-1三种产能过程的一般特性4.1.2.2作业时人体的耗氧动态作业时人体所需要的氧量的决定因素：劳动强度作业时间循环系统的机能呼吸器官的功能氧债定义：

当需氧量超过最大摄氧量时，人体能量的供应依赖于能源物质的无氧糖酵解，造成体内的氧亏负，这种状态称为氧债。氧债与劳动负荷的关系，如图4-2所示。作业本身性质作业者本身性质最大摄氧量正常成年人：3L/min常锻炼者：4L/min老年人：1-2L/min最大氧债能力：10L体内产生乳酸7g/min作为代价透支1L氧图4-2作业中的氧债与劳动负荷关系图(a)需氧量小于最大摄氧量；(b)需氧量大于最大摄氧量作业持续时间长理论上：A=B作业时间短(最多10min，达到氧债衰竭状态)：B=A+C1.基础代谢基础条件：清醒静卧空腹(食后10h以上)室温在20℃左右人体在基础条件下的能量代谢称为基础代谢。单位时间内的基础代谢量称为基础代谢率，用BR表示。它反映单位时间内人体维持最基本的生命活动所消耗的最低限度的能量，通常以每小时每平方米体表面积消耗的热量来表示(kJ/(hm2))。

我国正常人基础代谢率平均值见表4-2。表4-2我国正常人基础代谢率平均值（kJ/hm2）年龄性别11~1516~1718~1920~3031~4041~5051以上男性195.5193.4166.2157.8158.7154.1149.1女性172.5181.7154.1146.5146.9142.4138.6是否能得到一定的规律？2.安静代谢安静代谢是作业或劳动开始之前，仅为了保持身体各部位的平衡及某种姿势条件下的能量代谢。安静代谢量包括基础代谢量和为维持体味平衡及某种姿势所增加的代谢量。安静代谢率用RR表示。测定方式：作业前或作业后的呼气分析法；安静代谢=常温下基础代谢量的120%4.相对能量代谢率体力劳动强度不同，所消耗的能量不同。由于劳动者性别、年龄、体力与体质存在差异，即使从事同等强度的体力劳动，消耗的能量亦不同。为了消除劳动者个体之间差异因素，常用活动代谢率与基础代谢率之比即相对能量代谢率来衡量劳动强度的大小。相对能量代谢率RMR为（4-2）表4–4相对能量代谢RMR的推算值

表4-3为不同活动类型的RMR的实测值。

除利用实测方法之外，还可用简易方法近似计算人在体力劳动中的能量消耗，其计算公式为AR＝RR＋MR＝1.2×BR＋RMR·BR＝（1.2＋RMR）×BR(4-3)

(4-4)图4-3各种作业类型相对应的能耗(kCal/min)作业方法不同，能量消耗也不同。S.R德塔(S.R.Datta)等人对搬运重物的七种方式进行了研究，测得相应的氧耗量，如图4-4所示。各种不同姿势的相对氧耗量，如图4-5所示。表4-5三种营养物质氧化时的数据物质能量表征氧热价呼吸商每消耗1L氧所产生的热量机体在同一时间产生的CO2量与消耗的O2量比值一般混合物的呼吸商常在0.80左右对于蛋白质中的氮以尿素排泄，则涉及到非蛋白质的呼吸商物质热量(kJ/g)机体内氧化氧耗量CO2产量氧热价(kJ)呼吸商糖17.2217.220.810.8121.01.00脂肪18.0618.061.961.399.70.71蛋白质23.5217.220.940.7518.90.80C6H12O6+6O2==6CO2+6H2O食物热价每克营养物质氧化释放的能量表4-6非蛋白呼吸商和氧热价的关系实际应用中，经常采用省略尿氮测定的简便方法，即根据受试者在同一时间内吸入的O2量和CO2产生量求出呼吸商(混合呼吸商)，而不考虑蛋白质代谢部分，实践证明，采用简便方法得到的结果不会有显著误差。既然通过作业时消耗的O2量和产生的CO2量可以换算能量消耗，相对代谢率也可以通过测定作业者在作业时、安静时消耗的O2量和产生的CO2的比值，计算作业者在安静时和作业时各自的O2消耗量，然后乘以每消耗1LO2所产生的热量(氧热价)，分别折算成作业时和安静时的能量消耗。同理若将作业者的基础代谢量换算成O2消耗量或直接测定出基础代谢时O2消耗量，则相对代谢率计算式又可写成RMR=作业时的O2消耗量－安静时的O2消耗量基础代谢时的O2消耗量(4-5)4.1.3劳动强度分级劳动强度：作业者在生产过程中体力消耗及紧张程度以能量消耗或相对代谢率作为指标制定劳动强度分类脑力劳动：体力劳动：脑力劳动的能量消耗一般不超过基础代谢的10%体力劳动的能量消耗是基础代谢的10~25倍基于能量消耗的劳动强度分级方法典型代表：日本能率协会的划分标准，5个等级分类相对指标：绝对指标：以相对代谢量RMR(国外应用比较普遍)8h的能量消耗量和劳动强度指数4.1.3.1国外的劳动强度分级国外常用的克里斯坦森(Christensen)标准，是以能耗量和氧耗量作为分级标准来划分不同劳动强度的，见表4-9。该标准所依据的为欧美人的平均值，即体重70kg、体表面积1.84m2。所分等级为轻、中等、强、极强、过强共五级。表4-10来源于国际劳工局1983年资料。相对代谢率RMR越高，作业率则越低适宜作业：RMR<=2.7可持续作业：2.7<RMR<4不可持续作业：4<RMR<7应机械化作业：RMR>7表4-9按能耗和氧耗分级的劳动强度指标表4-10劳动强度指标与分级标准表4-11不同强度作业的能耗量表4-11和表4-12为日本劳动科学研究所发布的资料。日本通常以能量代谢率RMR作为评价劳动强度的指标。表4-12日本能率协会劳动强度分级标准(男)4.1.3.2我国的劳动强度分级

我国于1983年制订了按劳动强度指数划分的《体力劳动强度分级》国家标准(GB3869-83)，该标准是在对262个工种的工人劳动时、能量代谢和疲劳感等的调查分析基础上，以劳动时间率和工作日平均能量代谢率［kCal/（min·m2）］为指标制订的，能比较全面地反映作业时人体负荷的大小。劳动强度指数的计算公式为

I＝3T＋7M（4-6）式中：I——劳动强度指数；T——劳动时间率；

M——8h工作日能量代谢率，kCal/(min·m2)；3——劳动时间率计算系数；7——能量代谢率计算系数。1997年，又重新确定了新标准(GB3869-97)代替了原来的标准，规定了体力劳动强度分级的划分原则和级别，作为劳动安全卫生和管理的依据。体力劳动级别对应劳动体力劳动强度指数I轻劳动I≤15II中劳动15<I≤20III重劳动20<I≤25IV极重劳动I>25劳动强度指数计算公式为

I＝10TMSW（4-7）式中：I——劳动强度指数；T——劳动时间率,%；

M——8h工作日能量代谢率，kJ/(min·m2)；

S——性别系数(男性=1，女性=1.3)；

W——体力劳动方式系数(搬=1，扛=0.4，推/拉=0.05)劳动时间率T为一个工作日内净劳动时间(除休息和工作中持续1min以上的暂停时间外的全部活动时间)与工作日总时间之比，即能量代谢率M计算方法：根据抽样计算各项作业活动与休息的能量代谢率Ye，分别乘以相应累计时间，得出一个工作日内能量消耗总值外的全部活动时间)与工作，再除以工作日制度工作时间，得出工作日平均能量代谢率Mo。Ye计算公式与肺通气量X值大小有关4.1.3.3以耗氧、心率等指标分级

研究表明，以能量消耗为指标划分劳动强度时，耗氧量、心率、直肠温度、出汗率、乳酸浓度和相对代谢率具有相同意义。典型代表是，国际劳工局1983的划分标准，它将工农业生产的劳动强度划分为6个等级。

劳动强度等级很轻轻中等重很重极重耗氧量(L.min-1)~0.50.5~11~1.51.5~22~2.52.5~能量消耗(kJ.min-1)~10.510.5~20.920.9~31.431.4~41.941.9~52.352.3~心率(次/分)75~100100~125125~150150~175175~直肠温度(℃)37.5~3838~38.538.5~3939~排汗率(mL.h-1)200~400400~600600~800800~4.1.4作业能力的动态分析能力定义：是指一个人顺利完成一定活动所表现出的稳定的心理和生理特征。它直接影响活动的效率。能力总是与活动联系在一起并在活动中表现出来。完成活动通常需要多种能力的结合。能力可分为一般能力和特殊能力。飞行员和宇航员有何特殊的能力要求？4.1.4.1作业能力的动态变化规律

作业能力：是指作业者完成某种作业所具备的生理、心理特征，综合体现个体所蕴藏的内部潜力。这些心理和生理特征，可以从作业者单位作业时间内生产的产品产量和质量间接地体现出来。但在实际生产过程中，生产的成果(产量和质量)除受作业能力的影响外，还受作业动机等因素的影响，所以生产成果＝f(作业能力×作业动机)图4-10劳动生产率动态变化典型曲线一时性协调功能终末激发现象4.1.4.2影响作业能力的主要因素影响作业能力的因素多而复杂，除了作业者个体差异之外，还受环境条件、劳动强度等因素的影响，其大致可归纳为生理因素、环境因素、工作条件和性质、锻炼与熟练效应等四种。1.生理因素体力劳动的作业能力，随作业者的身材、年龄、性别、健康和营养状况的不同而异。

2.环境因素环境因素通常是指工作场所范围内的空气状况、噪声、照明、色彩和微气候等。3.工作条件和性质生产设备与工具的好坏对作业能力的影响较大，这主要看它在提高工效的同时，是否能减轻劳动强度，减少静态作业成分，减少作业的紧张程度等。能量消耗量<作业最大能量消耗量的1/34.锻炼与熟练效应锻炼能使机体形成巩固的动力定型，可使参加运动的肌肉数量减少，动作更加协调、敏捷和准确，大脑皮层的负担减轻，故不易发生疲劳。图4-11典型熟练效应曲线熟练效应是指经常反复执行某一作业而产生的全身适应性变化，使机体器官各个系统之间更为协调，不易产生疲劳，使作业能力得到提高的现象。典型的熟练效应曲线如图4-11所示。曲线表明随着产品产量增加，作业者作业的熟练程度越高，平均单位工时消耗也越少。反复进行同一作业是一种锻炼过程，是形成熟练效应的原因。4.1.5体力疲劳及其消除措施4.1.5.1体力疲劳的特点与分类作业者在作业过程中，产生劳动作业机能衰退，作业能力明显下降，有时并伴有疲倦等主观症状的现象，叫做作业疲劳，简称疲劳。疲劳是飞行员的大敌从医学的观点出发，身体疲劳的定义为：在操作过程中，人体由于生理和心理状态的变化，会产生某一个或某些器官甚至整个机体过度运转的状况，表现为人体功能衰退和周身出现不适感觉。自然性防护反应作业疲劳的特点突出表现在，疲劳不仅是生理反映，而且还包含着大量的心理因素、环境因素等。例如，作业者为了某种目的，通过自己的努力可以在短时间内掩盖疲劳的效应；相反，心理上的某种不适应或不满又会提前或加速疲劳的出现，如单调的作业内容、强制而令人不适的作业节奏，使作业者产生厌倦感，因而造成作业者的作业效率下降。美军飞行员服用安非他命(禁药)局部疲劳(如电脑前久坐)全身疲劳(搬运，游泳)短时间剧烈活动产生的疲劳(短跑)长时间中等作业产生的疲劳4.1.5.2疲劳的发生机理疲劳的类型不同，发生的机理也不尽相同。1.疲劳物质累积机理短时间大强度体力劳动所引起的局部肌肉疲劳，是由于乳酸在肌肉和血液中大量积蓄引起的，称为“疲劳物质累积机理”。三磷酸腺苷(ATP)葡萄糖糖酵解氢离子浓度上升肌肉酸碱度下降肌肉收缩能力下降乳酸积累2.力源耗竭机理较长时间轻或中等强度劳动引起的疲劳，既有局部肌肉疲劳，又有全身性疲劳。这种局部肌肉疲劳不是由于乳酸积蓄所致，而是由于肌糖原贮备耗竭之故，称为“力源耗竭机理”。3.中枢变化机理强烈或单调的劳动刺激会引起大脑皮层细胞贮存的能源迅速消耗，这种消耗会引起恢复过程的加强。当消耗占优势时，会出现保护性抑制，以避免神经细胞进一步耗损并加速其恢复过程，这种机理称为“中枢变化机理”。血糖降低中枢神经疲劳大脑神经抑制性递质“氨基丁酸”上升大脑兴奋性降低中枢和外围相结合肌肉疲劳4.生化变化机理全身性体力疲劳是由于作业及其环境所引起的体内平衡状态紊乱，引起这种平衡紊乱的原因除包含局部肌肉疲劳外，还有许多其他原因，如血糖水平下降、肝糖原耗竭、体液丧失(脱水)、电解质丧失(Na＋和K＋)、体温升高等，这称为“生化变化机理”。肌肉活动和收缩时，体内淀粉含量减少，分解为乳酸，并放出热能(121kJ/克分子)供肌肉活动，当体内淀粉含量不足或供不应求时，则产生明显的疲劳感5.局部血流阻断机理静态作业引起的局部疲劳，是由于局部血流阻断引起的。因为肌肉收缩时，使肌肉变得非常坚硬，其内压可达几十kPa，因此会部分地或完全地阻断血流通过收缩的肌肉。有氧状态股四头肌张力/最大收缩力51020306070血流乳酸

总体来说，疲劳产生的机理，因疲劳产生的形式不同而有所不同，也可能会是上述5种机理综合影响所致。人的中枢神经系统主管人的注意力、思考、判断等功能，无论何种类型的操作，最先、最敏感地反映出来的是中枢神经的疲劳，继之反射运动神经系统也出现相应的疲劳，表现为血液循环的阻滞、肌肉能量的耗竭、乳酸的产生和动力定型的破坏等。4.1.5.3测定疲劳的方法疲劳测定方法应能满足准则：测定结果应是客观的表达，而不依赖于研究者的主观解释；测定结果应定量化地表示疲劳的程度；测定方法不能导致附加的疲劳，或使被测者分神；测定疲劳时，不能导致被测者不愉快或造成心理负担与病态感觉。疲劳特征的表现生理状态发生特殊变化，如心率、血压、呼吸、乳酸；作业能力下降，如反应速度、正确率与感受性；疲倦的自我体验。

测定内容测定法呼吸机能呼吸数、呼吸量、呼吸变化曲线、浓度循环机能心率数、心电图及血压感觉机能触两点辨别阈值、平衡机能、视力、听力神经机能反应时间、闪光融合值、皮肤电反射运动机能握力、臂力、肌电图及膝腱反射阈值生化机能血液成分、尿量及成分、发汗量、体温综合机能自觉疲劳症状、身体动摇度、手指颤振度其他作业周期、宽裕、频度与强度1.生化法生化法通过检查作业者的血、尿、汗及唾液等体液成分的变化判断疲劳。这种方法的不足之处是，测定时需要中止作业者的作业活动，并容易给被测者带来不适和反感。2.生理心理测试法生理心理测试法又包括：膝腱反射机能检查法；两点刺激敏感阈限检查法；频闪融合阈限检查法；连续色名呼叫检查法；反应时间测定法；脑电肌电测定法；心率(脉率)血压测定法等。1)膝腱反射机能检查法：疲劳造成的反射机能钝化程度来判断，适用于体力疲劳和精神疲劳判定

根据小腿弹起角度大小评价疲劳5-10度：轻度疲劳；10-15度：中度疲劳；15-30度：重度疲劳。2)两点刺激敏感阈限检查法利用两个距离很近的针状物同时刺激皮肤表面，当两个刺激点间的距离小到刚刚使受试者感到是一点时的距离。称为两点刺激敏感阈限。疲劳程度阈限值3)频闪融合阈限检查法利用视觉对光源闪光频率的辨别程度判断机体疲劳的方法。融合现象：把闪变频率提高到使人眼对闪变感觉消失融合度：开始产生融合现象的闪变频率；闪变度：在融合状态下降低光源的闪变频率，使人感觉到闪变感觉的临界闪变频率。为了表征疲劳程度，一般以频闪融合阈限的日间变化率(dR)和周时变化率(wR)指标表示，即（4-9）（4-10）日本早稻田大学大岛的研究结果认为，正常作业应满足表4-14列出的标准表4–14频闪融合阈限值劳动类型日间变化率周间变化率理想界限允许界限理想界限允许界限体力劳动-10-20-3-13体力与脑力结合的劳动-7-13-3-13脑力劳动-5-10-3-134)连续色名呼叫检查法。通过检查作业者识别各种颜色，并能正确地叫出各种颜色色名的能力，从而判别作业者疲劳的方法。5)反应时间及脑电肌电测定法。反应时间的变化也同样能表征中枢系统机能的迟钝化程度。后者适用于局部肌肉疲劳

6)心率(脉率)、血压测定法。上述方法不足之处，是判断疲劳的过程不能与作业者的作业过程同时进行。疲劳程度测定指标根据当前技术条件，心率(脉率)、血压测定法可以在作业者的作业过程中，实现对作业者的心率(脉率)、血压遥控检测，而又不会给作业者增加负担。图4-12是一男性青年的强化疲劳试验的结果。图4-12某男性青年强化疲劳测定曲线3.他觉观察和主诉症状调查法疲倦的他觉观察和主诉症状调查法，也称自我感觉摄影。具体的做法是首先选定若干受试者，然后对他们进行若干天的跟踪调查。在受试者上班的时间内，每隔半小时向受试者提出询问：“在当前时刻你体验到什么样的疲劳特征?”要求受试者指出这种或那种症状及其程度——微弱、中等、剧烈。数据处理以程度的变异和新症状的出现作为单位数，如果出现中等或剧烈的新症状，则增加2或3个单位数，出现“普遍疲劳”或“全身症状”时加3个单位数，然后计算各个时间的平均数(见表4-15)。表4-15疲劳的自我症状计算表4.1.5.4疲劳的一般规律作业疲劳与休息恢复二者交替人体机能与适应能力日趋完善疲劳可以通过休息恢复；疲劳有累积效应；疲劳程度与生理周期有关；人对疲劳有一定的适应能力。青年人老年人休息疲劳程度4.1.5.5提高作业能力与降低疲劳的措施1改进操作方法，合理应用体力合理设计作业中的用力方法主要从以下几方面考虑：1)合理安排负荷，使单位劳动成果所消耗的能量最少。2)按生物力学原理，把力用到完成某一操作动作的作功上去。3)利用人体活动特点获得力量和准确性。4)利用人体的动作经济原则，保持动作自然、对称、有节奏。5)降低动作能级。能用手指完成的作业，不用手臂运动实现；能用手臂运动完成的作业，不用全身运动实现。6)充分考虑不同体位时的用力特点。2合理确定休息制度1).合理确定作业过程中的休息时间不同劳动强度的能量消耗亦不同。为了延缓疲劳的发生，减少错误和事故，保证产品质量，维护作业者的健康，必须在作业过程中插入必要的休息时间。因为延长作业时间对消除疲劳极为不利，所以必须根据不同的劳动强度，合理确定休息时间。

米勒：一般人可连续运动480min中间不休息的最大能量消耗界限为16.75kJ/min图4-13能量消耗水平与作业持续时间的关系设作业时增加的能量消耗量为M，制度劳动时间为t，实际劳动时间为tL，休息时间为tX。则

t＝tL＋tx（4-11）休息率为tr＝tx／tL实际劳动率为tw＝tL／t因为实际劳动时间为100.47kJ能量贮备被耗尽的时间，所以由于要求总的能量消耗应满足平均能量消耗量不超过16.75kJ／min，所以

tLM＝（tL＋tx）×16.75从而可得（4-13）（4-15）（4-14）在实际作业中，实际劳动率通过下述途径实现。1)在强制节拍流水线上，实际劳动率体现在设置一定的工间暂歇和工间休息时间上。工间暂歇是指工作者的动作与动作间、作业与作业间的暂时停顿。2)其他形式作业时的实际劳动率，一般是在制定劳动工时定额时，增加一定比例的调整量或宽放量(宽放率、富裕率)来体现。2.轮班制度作业者在夜班工作的生理机能水平，只有白班工作时的70％，主要表现为体温、血压、脉搏降低；血液中的盐分增加；感受性、反应机能降低等。这必然导致工作效率降低。其原因主要是，夜班工作破坏了作业者的生物节律；夜班作业在白天得不到充分的休息，使机体产生不适应性疲劳。表4-16各种劳动强度的实际劳动率标准表4-17我国采用的劳动强度分级与实际劳动率的关系3.休息日制度通过膝腱反射机能方法对作业者疲劳累积情况的调查表明：轻劳动强度作业一天后，其反射机能下降不大，第二天便可以恢复到原来的水平；重强度体力作业一天后，膝腱反射机能下降很大，有的作业者在第二天也恢复不到原来的水平，以后每天的反射机能起点逐渐降低，劳动效率也随之降低，只有在连续工作5～6天后，休息1～2天，才能解除疲劳。因此，确保休息日制度的实施非常重要。3改善工作内容，克服单调感作业过程中出现许多短暂而又高度重复的作业或操作，称为单调作业。单调作业使作业者产生不愉快的心理状态，称为单调感或枯燥感。4合理调节作业速率作业速率对疲劳和单调感的产生有很大影响，人的生理上有一个最有效或最经济的作业速率。作业速率过高，会加速作业者的疲劳，甚至影响身体的健康。4.2人的脑力作业负荷脑力负荷研究背景

人工作业系统---人是动力源，并控制整个过程机械化系统----人机共动,人操纵作业半自动化系统---机动为主，人是控制者，操纵机具设备，对系统进行某些调整或简单作业。自动化系统---人的作业为监视和管理体力劳动脑力劳动操作型作业知识型作业

机械化系统—冲床作业半自动化系统--高速火车驾驶

自动化系统---电站控制室人机系统的发展

人工系统-打铁作业

劳动力结构：脑力劳动者在从业人口中所占的比例越来越大如何预测和测量人在系统中的表现及脑力负荷，评价脑力劳动效率对人机系统效率的影响具有重要意义。

实例:２０世纪８０年代，脑力负荷是美国航空工业中管理阶层和劳工之间的一个重要议题。美国航空驾驶员协会认为DC-9型和波音737在工作的高峰期对两个驾驶员来说脑力负荷太高了，他们要求每架飞机上配三个驾驶员，而航空公司则坚称两个驾驶员就够了。美国国家航空局开始着手建立检验各种飞机的脑力负荷标准，美国空军也开始要求新飞机的设计要符合脑力负荷的标准。

问题–什么是脑力负荷？

–如何测量脑力负荷？4.2.1脑力负荷定义及其影响因素一、脑力负荷研究发展

1）1976年，北大西洋公约组织国家的一些科学家在美国麻省理工学院谢尔顿教授的主持下召开了“监视行为和控制”的专题会议，讨论技术进步对人在系统中作用的变化。提出了在新的系统中测量人的脑力负荷的重要性。2）1977年，北约组织的一些著名学者又召开了“脑力负荷的理论和测量”专题会议，系统讨论了脑力负荷的定义、理论及测量方法。之后，30多年间关于脑力负荷的研究日益得到重视。

热点–脑力负荷的测量和预测方法

–脑力负荷测量方法的应用到哪去查脑力负荷评价研究文献？

–中国学术期刊全文数据库

–中国优秀硕博士论文全文数据库

–ElsevierScience期刊

–SpringerLink全文数据库

–WileyInterscience期刊数据库

–ARL全文期刊与报纸数据库

–美国计算机协会ACM数据库检索关键词–“脑力负荷”，“MentalWorkload”；脑力劳动，“MentalWork”国内外主要期刊和相关学者《人类工效学》《系统工程学报》《工业工程与管理》《工业工程》《心理学报》《研究与发展管理》《中国航空航天医学杂志》《航天医学与医学工程》《航空军医》《中华劳动卫生职业病杂志》《中国心理卫生杂志》《中国临床心理学杂志》，各大学学报。–国内刊物：国内外主要期刊和相关学者–国内学者：廖建桥（华中科技大学管理学院）刘宝善（空军航空医学研究所）董明清（第四军医大学航空心理学）袁修干和柳忠起（北京航空航天大学）

朱祖祥和张智君（杭州大学心理系）王东光（中国民航飞行学院航行系）文治洪（第四军医大学航空航天医学系）韩东旭（航空医学工程研究所）脑力负荷评价研究相关期刊–国外刊物：《AppliedErgonomics》、《InternationalJournalofIndustrialErgonomics》、《TheoreticalIssuesinErgonomicsScience

》、《HumanFactors

》、《InternationalJournalofHuman-ComputerStudies》、《Aviation,SpaceandEnvironmentalMedicine》、《InternationalJournalofPsychophysiology》、《InternationalJournalofNeuroscience》、《IEEEtransactionsonsystems,manandcybernetics》等脑力负荷评价研究相关期刊–国外学者：MorayN，T.B.Sheridan，ReidGB，JuergenSauer，O‘DonnellRD，YoungMSandStantonNA，GuillermoM(墨西哥大学)，HwaS.Jung，B.S.Moon，ShinjiMiyake，KilseopRyu等二、脑力负荷定义（MentalWorkload）脑力劳动：运用知识、以脑力消耗为主工作的劳动脑力负荷；心理负荷；精神负荷；脑力负担（1）最初定义形容人在单位时间人所承受的脑力活动工作量，形容人在工作中的心理压力，或信息处理能力。多维概念–工作要求–时间压力–作业者能力–行为表现（2）1977年北约组织会议上学者从不同角度的定义

1)脑力负荷是人在工作时的信息处理速度，即决策速度和决策的困难程度（工作要求）(Moray教授)2)脑力负荷是人在工作时所占用的脑力资源的程度，即脑力负荷与人在工作时所剩余的能力是负相关的（资源占用）人的信息处理系统的结构图3)脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小，即脑力负荷与工作时感到的压力是相关的（感受压力）4)脑力负荷是人在工作中的繁忙程度，即操作人员在执行脑力工作时实际有多忙（行为表现）（3）脑力负荷定义归纳（教材中的定义）脑力负荷+人的闲置未用的信息处理能力=人的信息处理能力脑力负荷：反映工作时人的信息处理系统被使用程度的指标

人的信息处理能力（人的能力水平）

工作任务对人的要求（工作要求）

人工作时的努力程度（努力程度）人的闲置未用的信息处理系统与下列因素有关：因而脑力负荷也与这些因素有关。三、脑力负荷的影响因素人的能力人的业绩工作压力工作难度工作强度时间压力工作困难工作环境工作内容训练/努力程度脑力负荷人的能力人的业绩与脑力负荷的关系

低脑力负荷高工作绩效与脑力负荷强度的关系模型。TR—工作在客观要求的时间TA--操作者实际提供的时间，反映操作要求强度脑力负荷的适当与否对系统的绩效、操作者的满意感以及安全和健康均有很大的影响。工作业绩与脑力负荷强度存在明显的依赖关系。脑力低负荷脑力超负荷4.2.2脑力负荷预测方法对脑力负荷的预测方法主要采取分析方法：时间压力模型波音公司的方法Aldrich的脑力负荷预测方法时间占有率模型一、Siegel和Wolf的时间压力模型Siegel和Wolf开发了一个以人为中心的人—机计算机模拟系统。在这个模拟系统中，人的负荷情况是影响人一机系统效益的最主要的因素。该方法将影响脑力负荷的各种因素的作用以“压力”这个变量来表示。(1)操作人员的工作速度。

(2)一起完成某项工作的合作者工作不正常时，会使自己产生压力(3)首次执行某项工作失败后，不得不重复一次或几次，在重复做这项工作时，操作人员也会产生压力；(4)操作人员不得不等着机器做出反应。压力的影响因素

在开发这个计算机模型时，首先用工作分析的方法完成以下工作:(1)把工作任务分解成次级任务(2)给出各个次级任务之间的相互顺序及影响关系，各个次级任务的重要性，执行各项任务所需要的时间(随机分布的时间)，完成每项次任务成功的概率，若第一次完不成这个次级任务后可采取的措施(重做或忽略)等。(3)将上述分析结果输入计算机。把各个次级任务根据工作顺序和概率连接起来，给出不同的随机数值，就可以模拟人的行为，计算机可自动把一些有用的信息记录下来。时间压力模型的基本假定人对还剩有多少时间可以用来完成任务的判断。这个判断的结果就是时间压力。时间压力影响到操作人员的操作速度。Siegel和Wolf把时间压力定义为完成任务所需要的时间与给定的完成任务时间之比，通过试验发现，这样定义的时间压力，对正常人时间压力的临界值在2.3左右，即当完成任务所需要的时间超出给定时间一半以上以后，操作员的行为才受到破坏性干扰。

时间压力操作速度临界值典型应用–着陆问题–空中加油–空中拦截–多人工作模拟二、波音公司的方法从波音737开始，飞机上开始用电子计算机显示和控制系统，评价飞行系统给人带来的脑力负荷就成为一个非常现实的问题。波音公司最后主要采用工作任务的时间分析来评价脑力负荷，这种方法与传统的时间和动作研究有些相似。波音公司的研究人员Hickey首先提出了用时间研究的方法分析人的业绩的可能性问题。接着，Stern等人把这种方法扩展到用操作人员的能力和剩余的能力来估算人的负荷比例。他们在做脑力负荷的估计时，也考虑到同时执行两项以上的任务和体力方面的影响。他们随意地把80%作为脑力负荷的上限，这样使操作人员能有一点剩余的能力(时间)，这点能力也可以用来检查自己的错误等等。这种方法产生的结果比较令人满意。在与上面的研究人员同时进行的研究中，波音公司的Smith提出用时间占有率作为负荷比例。Smith在完善他的模型时，又考虑了认知性的任务。图10-3是按这种方法计算出来的当使用电子计算机之后，在执行10多分钟的任务时某操作人员的脑力负荷随时间的分布。

图4-9某操作人员脑力负荷随时间分布情况脑力负荷的标准(临界值)平均负荷–费时–对认知性任务、可同时工作和较复杂工作的处理比较粗糙存在问题三、Aldrich的脑力负荷预测方法类似于前两种方法，但增加了新内容。工作分析阶段子任务所需时间估计人的各部位被占情况连续性任务间断性任务系统使命阶段使命任务行为人的工作部位功能感觉子系统反应子系统认知子系统视觉触觉听觉Wickness的多资源理论Aldrich模型的视觉负荷表负荷值描述1.0看到物体3.7区别看到的物体4.0检查5.0寻找5.4追踪视觉目标5.9阅读7.0不停地观察脑负荷是5个子系统所承受的负荷之和脑负荷为专家主观值简单累加缺乏科学依据波音公司方法的得到验证，其他的方法缺少检验脑力负荷实际预测指标是脑力负荷么？4.2.3脑力负荷的测量(评价)方法主观评价法主任务测量法辅助任务测量法生理测量法人体随承担脑力负荷大小变化会有哪些反应：自我体验、生理指标、业绩变化、完成辅助任务的能力。（一）主观评价法是最流行也是最简单的脑力负荷评价方法。该方法要求系统操作者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验；或根据脑力负荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。直接涉及脑力负荷本质。

特点是脑力负荷评价中唯一的直接评价方法。一般在事后进行，不会对主操作作产生干扰。使用统一的评定维度，不同情境的负荷评价结果可相互比较。使用简单、省时。数据收集与分析容易。主观评价法分类

古柏一哈柏(Cooper-Harper)评价法

主观负荷评价法（SWAT量表）

NASA—TLX量表等古柏一哈柏(Cooper-Harper)评价法，1969年提出（1）古柏一哈柏提出主要目的用于评价飞机驾驶难易程度的一种方法，用于飞机操纵特性的评定。（2）建立依据基于飞行员工作负荷与操纵质量直接相关的假设。（3）具体方法把飞机驾驶的难易程度分为10个等级，飞机驾驶员在驾驶飞机之后，根据自己的感觉，对照各种困难程度的定义，给出自己对这种飞机的评价。飞机的特性对驾驶员的要求评价等级优秀：人们所希望的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的1很好，有可忽略的缺点脑力负荷不是在驾驶中应考虑的2不错，只有轻度的不足为驾驶飞机需驾驶员需少量帑力3小但令人不愉快的不足需要驾驶员一定的努力4中度的、客观的不足为了达到要求需要相当的努力5非常明显但可忍的不足为达到合格的驾驶需非常大努力6严重的缺陷要达到合格的驾驶，需要驾驶员最大的努力，飞机是否可控不是问题7严重的缺陷为控制飞机就需要相当大的努力8严重的缺陷为了控制飞机需要非常大的努力9严重的缺陷如不改进，飞机驾驶时可能失控10表Cooper-Harper法的分级方法在60年代后期，美国空军用Cooper—Harper方法评价新式飞机操作的难易程度取得了很大的成功。由于飞机操作的难易程度与脑力负荷极为相关，后来，人们对Cooper—Harper方法进行了改进，把评价表中的飞机驾驶困难程度改为工作的困难程度，使之适合评价一般任务的脑力负荷。

“库柏-哈柏”方法应用举例研究目的---验证量表可用性，对飞机性能进行评价一、研究对象驾驶过歼A和歼B两种飞机的飞行员144名。年龄24岁-46岁；飞行时间:歼A100h-2500h；歼B100h-1100h。飞行技术均属优、良等级;身体、心理状况健康,飞行合格。

二、方法1、划分10个等级2、为统一评价标准，以双180°大航线仪表飞行课目为评价标准。三、问卷调查及数据处理

144名受试者对歼A和歼B飞机驾驶难度评价等级分布结果A飞机的驾驶性能明显差于歼B飞机结论：

（1）歼A飞机的驾驶性能为五级-六级,趋向六级,即飞机的驾驶性能存在重度的不足,为了达到飞行大纲的要求,飞行时需要付出非常大的努力（2）歼B飞机的驾驶性能为五级-六级趋向五级,即飞机的驾驶性能存在中等度的不足,为了达到飞行大纲的要求,飞行时需要付出相当大的努力。（2）主观负荷评价法（SubjectiveWorkloadAssessmentTechnique）——SWAT法SWAT法是美国空军开发的，由Reid等人建立。1）主要考虑因素Reid等人对脑力负荷的影响因素进行了系统的调查，经过必要的归纳和整理，认为脑力负荷可以看作是时间负荷Time，努力程度Effort，心理紧张压力负荷Stress3个要素的结合。每个因素分为3个级别。表SWAT描述的变量及水平维度水平描述时间负荷T努力程度Ｅ

心理紧张（压力）负荷Ｓ1轻经常有空余时间，各项活动之间很少有冲突或相互干扰

很少意识到心理努力，活动几乎是自动的，很少或不需注意力很少出现慌乱、危险、挫折或焦虑，没感到工作有压力。2

中偶尔有空余时间，各项活动之间经常出现冲突或相互干扰

需要一定的努力或集中注意力。由于不确定性，不可预见性或对工作任务不熟悉，工作内容有些复杂由于慌乱、挫折和焦虑而产生中等程度的压力，增加了负荷。为了保持适当的业绩，需要相当的努力3重几乎从未有空余时间，各项活动之间冲突不断

需要十分努力和聚精会神。工作内容十分复杂，要求集中注意力由于慌乱、挫折和焦虑而产生相当高的压力，需要极高的自我控制能力和坚定性２）使用方法1）操作人员完成任务后对该任务的三个要素进行评价打分2）操作人员对三个维度的重要性进行排序3）将被调查者归入表中某一列三个因素及每个因素三个状态，共形成3×3×3=27个脑力负荷水平。4）任何一个评价结果一定是表中的某一个值。

提出的问题１、一共有几种状态？２、总分的范围？３、各行的得分？学生计算４、分数有无相同？

３）数值变换将这27个脑力负荷水平定义为在0～100之间。当三个因素都为1时，其脑力负荷对应的水平为0

当三个因素都为3时，脑力负荷水平为100。其他情况下的脑力负荷的确定方法为：用27张卡片分别代表27种情况，操作人员首先对这27张卡片根据自己的主观观点进行排序（有些卡片分数相等），然后研究人员根据数学中的合成分析方法把这27种情况分别与0～100之间的某一点对应起来，如，(1，2，1)对应于15.2等。４）根据确定的对应表查出脑力负荷的对应值。3）SWAT的优缺点优点运用了数学分析方法对操作人员给出的27种情况的排序数据进行了数学处理，这样使得到的数据比简单的把27个点平均地确定在0～100之间更可靠些。缺点对27种情况进行排序，不仅需要相当的时间，而且排序的准确性也很难保证。因此应用起来较难。（3）NASA-TLX量表

美国航空和宇宙航行局下属AMES研究中心的Hart等人建立起来的。1）主要观点：认为脑力负荷是一个多维的概念。Hart等对飞行员进行调查，拟从中找出脑力负荷的影响因素。经过大量调查研究之后，确定了六个影响脑力负荷的因素。分别为：

a.脑力需求b.体力需求

c.时间要求

d.努力程度e.操作成绩

f.挫折水平NASA-TLX量表：脑力需求：这项工作是简单还是复杂，容易还是要求很高？完成工作需要多少脑力或知觉方面的活动（如：思考、决策、计算、记忆、寻找等）？

体力需求：需要多少体力类型的活动（推、拉、转身、控制活动等）？这项工作是容易还是要求很高，是快还是慢？悠闲还是费力？时间需求：工作速度使你感到多大的时间压力？工作任务中的速度是快还是慢，悠闲还是紧张？努力程度：在完成这项任务时，你在脑力和体力方面做出了多大的努力？

业绩水平：你认为你完成这项任务成功程度？你对自己业绩的满意度如何？

受挫程度：在工作时，你感到是没有保障还是有保障，很泄气还是劲头十足，恼火还是满意，有压力还是放松？每个影响因素在脑力负荷形成中的权数不同，且随着情境的变化而显示出差异。NASA—TLX法的使用过程分三步：1）确定因素权重采用两两比较法，对每个因素在脑力负荷形成中的相对重要性进行评定。六个因素的权数之和等于l。2）针对实际操作情境，对六个因素的状况分别进行评定NASA—TLX主观评价方法要求操作人员在完成了某一项任务之后，根据脑力负荷的六个因素在O～100之间给出自已的评价。除业绩这一因素之外，其他五个因素都是感觉越高，给分值也越高，而对业绩，感觉到自己的业绩越好，则所给的分值越低。3）确定了各个因素的权数和评估值之后，进行加权平均就可以求出脑力负荷。

NASA—TLX法的进一步研究1、肖元梅等业绩水平应删除或修改（四）主观评价法的缺陷

（1）评价结果有偏差。主观评价是操作人员对某项工作的感觉。这种感觉不一定就是脑力负荷。在执行许多任务时，大脑中进行的活动是感觉不到的，我们所感觉到的东西只是我们意识到的东西，而人的信息处理系统中的许多活动是我们意识不到的。

（2）评价结果容易混淆。1）主观评定一般反映脑力负荷和生理负荷共同作用的结果，这在测量总负荷时不会导致严重的问题，但在评价主观负荷时却由于结果混淆而易产生错误。2）评价定者一般较难将外部需要与实际努力分开，往往以“应该”而不是以“实际经历”的工作要求作为评定基础，因此可能出现高估或低估工作负荷的倾向；3）主观评价技术的理论假设是，能量消耗的增加伴随主观努力体验的增加，但实际上两者可能出现脱节，而操作者又往往不能将实际能量消耗与主观努力体验区分开来，因而容易出现评价偏差。（3）方法应用存在局限性。1）主观评价方法的应用受短时记忆消退的严重局限。如果要求操作者同时作几项评定，且操作与评价间存在较长的时滞，则很可能出现评定偏差。（需操作后立即测试才好）2）主观评价法一般不适用于主操作有记忆要求的场合。二、主任务测量方法以作业人员在工作时的业绩指标来判断这项工作给操作人员带来的脑力负荷。主任务测量法可以分为两大类：单指标测量法多指标测量法（一）单指标测量法

单指标测量法就是用一个业绩指标来推断脑力负荷。在使用单指标测量法时，指标选择的好坏对脑力负荷的测量成功与否有着决定性的作用。人们已进行过许多用单项业绩指标来测量脑力负荷的研究，在这些研究中主要是用错误或时间延迟作为业绩指标。例

：1）Dorman和Goldstein研究在监视类任务中信息显示速度的影响

结论：显示速度增加之后，人的正确反应率明显地降低了。2）Percival用反应时间检查了在搜索性任务中两种不同类型的目标、背景目标的数量、眼睛在目标上的停留时间的影响，

结论：发现目标的类型和背景因素对反应时间有显著影响，而眼睛的停留时间则没有什么影响。

实验结果说明：认真选取的单个业绩指标能够反映脑力负荷的变化。

（二）多指标测量法1）多指标使用的目的通过多个指标的比较和结合减小测量的误差，通过多个指标来找出脑力负荷产生的原因，可提高测量的精度。

多指标测量法的结果有成功的，也有失败的。在有些场合，业绩指标反映不出脑力负荷的变化，而用其他方法得到的指标可以反映脑力负荷的变化。但在另外一些场合，至少某一个业绩指标又能反映脑力负荷的变化。

速度和精确度用来反映脑力负荷的重要指标

（三）主任务测量法存在的问题（1）各种操作性质各不相同，不可能提出一种广泛适用的绩效参数，因此各操作之间的脑力负荷状况无法进行比较。（2）根据资源理论，当操作要求资源小于操作能力时，虽然工作负荷的增加会引起剩余资源的减少，但主任务绩效由于得到充足资源的供应而并不出现下降，在这种情况下主任务绩效对工作负荷的变化不敏感。三、辅助任务测量法

(一)辅助任务测量法的原理应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时做两件工作。操作人员把主要精力放在主任务上。当他有多余的能力时，尽量做辅助任务主任务的脑力负荷是通过辅助任务的表现来进行的。主任务脑力负荷越大，剩余资源越少，操作者从事辅助任务的能力就越弱。

（二）用辅助任务法测量脑力负荷步骤第一步为测量单独做辅助任务时的业绩指标；第二步则在做主任务的同时，在不影响主任务的情况下尽量做辅助任务。

(三)辅助任务的种类辅助任务必须满足这样几个条件：第一，它必须是可以细分的；第二，它必须与主任务使用相同的资源第三，必须对主任务没有干扰或干扰很小。不同的任务使用不同的资源，因而使可使用的辅助任务也有很大的不同，下面是常用的辅助任务。(1)选择反应。(2)追踪。(3)监视。(4)记忆。(5)脑力计算。(6)复述。(7)简单反应。四、生理测量法（一）心率变异正常情况下，人的心率是不规则的。研究发现，当人承受脑力负荷时（采用每分钟40个信号和70个信号两种情况），两种情况的心率平均值没有很大的提高，但心率变异明显下降，而且随着负荷强度（所处理的信号数）增加，心率变异越来越小，曲线趋于平直。

（二）大脑诱发电位大脑诱发电位的变化对脑力活动的某些成分(知觉/认知负荷)较为敏感。其中，P300（是指刺激呈现后约300ms时出现的一个正向电位波动）尤为敏感。

生理测量法的局限：1.生理测量法假定脑力负荷的变化会引起某些生理指标的变化，但是其他许多与脑力负荷无关的因素也可能引起这些变化；2.不同的工作占用不同的脑力资源，因而会产不同的生理反应。一项生理指标对某一类工作适用，对另一类工作则不适用。

4.2.4脑力疲劳及其消除一、脑力疲劳的含义

脑力疲劳一般指人体肌肉工作强度不大，但由于神经系统紧张程度过高或长时间从事单调、厌烦的工作而引起的第二信号系统活动能力减退，大脑神经活动处于抑制状态的现象。

二、脑力疲劳的产生与积累

脑力疲劳的产生与下列因素有密切关系。（1）高脑力负荷。（2）单调作业。（3）操作者对工作的态度、期望、动机及情绪状态。三、单调作业及单调感觉1.单调作业作业过程中出现许多短暂而又高度重复的作业，称为单调作业。单调作业一般具有以下特点：①作业简单、变化少、刺激少，引不起兴趣。②受制约多，缺乏自主性，容易丧失工作热情。③对作业者技能、学识等要求不高，易造成作业者消极情绪。④只完成工作的一部分，对整个工作的目的、意义体验不到。⑤能量消耗不多，却容易引起疲劳。三、单调作业及单调感觉2.单调感觉单调作业使操作者知觉到的对系统的“控制”程度减至最低水平，因而产生不愉快，枯燥、缺乏兴趣和挑战、压抑以及觉得工作永无止境等消极情绪，这种由单调诱发的消极情绪称为单调感。

单调感对人的影响可从下列方面反应出来：（1）在作业过程中，变更作业或操作细节，改变作业节奏。（2）工作质量下降，错误率增加。（3）使作业能力动态曲线发生变化。（4）对工作无兴趣，情绪不佳，注意力不集中，作业很难坚持下去。3.单调作业引起疲劳的原因单调作业虽然不需要消耗很大的体力，但千篇一律重复出现的刺激，使人的兴奋始终集中于局部区域，而其周围很快会产生抑制状态，并在大脑皮质中扩散，经过一段时间，就会出现疲劳现象。四、避免单调的措施（1）操作再设计。（2）操作变换。（3）突出工作的目的性。（4）动态报告作业完成情况。（5）推行弹性工作法。（6）利用音乐消除单调感觉4.2.4应激1.应激的含义当操作者面临超出适应能力范围的工作负荷时，就会产生所谓“应激”的现象。较为普遍的观点认为，应激是一种复杂的心理状态。每当系统偏离最佳状况而操作者又无法或不能轻易地校正这种偏离时，操作者呈现的状态即为应激。2．应激现象产生的原因

（1）系统偏离最佳状况。（2）环境要求与操作者能力不匹配。（3）动机因素的作用。一、应激及其产生原因二、应激源能引起应激现象的因素称为应激源。主要应激源如下：（1）工作因素。（2）环境因素。（3）组织、社会因素。（4）生理节奏与其他因素。三、应激效应在应激状态下，操作者的身心会发生一系列变化。这种变化是应激引起的效应，表现为以下四类：(1)生理和身体的变化。(2)心理和态度的变化。(3)工作绩效的变化。(4)行为策略和方式的变化。四、应激的控制

(1)采取某些行动来控制或减少应激源的强度水平，使它落入到可接受的范围内。例如，通过改进工作和环境的设计，或者通过改进组织和人际关系，至少能够缓和某些应激源产生的效应。(2)人们可以通过物理或社会环境等因素的改变来减轻它的不利效应，但不能完全消除它。完全消除应激源也是没有必要的。研究应激的主要目的是努力将应激效应限制在一个合理的范围内，从而有利于操作者进入到一个最佳或接近最佳的工作状态。4.3作业时人体的调节与适应4.3.1神经系统的调节与适应作业时的每一个有目的的动作，既取决于中枢神经系统的调节作用(主观能动性)，又取决于从机体内外感受器所传入的各种神经冲动(包括第一和第二信号系统)，在大脑皮层内进行综合分析，形成一时性共济联系(TransientAssoCiation)调节各器官适应作业活动的需要，维持机体与环境的平衡。4.3.2心血管系统的调节与适应1.心率心率是单位时间内心脏搏动的次数。正常人安静时的心率为75次/min。心率增加的限度即最大心率随年龄的增长而逐渐减小，可用年龄来推算(最大心率＝220－年龄)。最大心率与安静心率之差称为心搏频率储备，可用来表示体力劳动时心率可能增加的潜在能力。

从事体力作业时，心率在作业开始后的30～40s内迅速增加，大约经4～5min，即可达到与劳动强度相适应的水平。强度较小的体力劳动，心率增加不多，很快达到与劳动强度相适应的水平后，即随作业的延续而保持在该恒定水平上。而强度很大的劳动，心率将随作业的延续而不断加快，直到个体的最大心率值，通常可达150～195次/min。上述两种劳动强度下的心率变化如图5-6所示。图不同劳动强度的心率变化曲线2.心输出量心脏每搏动一次，由左心室射入主动脉的血量称为每搏输出量。每分钟由左心室射出的血量称为心输出量。心输出量为每搏输出量与心率的乘积。正常男性成年人安静时每搏输出量约为50～70mL，心输出量约为3.75～5.25L/min。女性心输出量比同体重的男性约低10%。一般人心输出量最多可增加到25L/min。3.血压血压是血管内的血液对于单位面积血管壁的侧压力，通常多指血液在体循环中的动脉血压，一般以毫米汞柱(mmHg)为单位(1mmHg＝133.32Pa)。正常人安静时的动脉血压较为稳定，变化范围不大。心室收缩时动脉血压的最高值即收缩压为100～120mmHg，心室舒张时动脉血压的最低值即舒张压为60～80mmHg。血压还受性别、年龄以及其他生理情况的影响，一般男性略高于女性；老年人高于中青年人，特别是收缩压随年龄增长而升高较舒张压更为明显；此外，体力劳动、运动以及情绪波动时，血压也会出现暂时性升高。

动态作业开始后，主要由于心输出量的增多，收缩压立即升高，并随劳动强度的增加而继续升高，直到最高值，而舒张压却几乎保持不变或略有升高，因此形成收缩压与舒张压之差即脉压的增大，如图5-7所示。脉压逐渐增大或维持不变，是体力劳动可以继续有效进行的标志。