88 dBA噪声短期暴露对绩效及烦扰程度影响的研究

高 慧，吴大蔚，刘志刚，肖 毅，杨振中，牛聪敏，刘 钢，宋 德，杨玉花

（中国航天员科研训练中心，北京 100094）

88 dBA噪声短期暴露对绩效及烦扰程度影响的研究

高 慧，吴大蔚，刘志刚，肖 毅，杨振中，牛聪敏，刘 钢，宋 德，杨玉花

（中国航天员科研训练中心，北京 100094）

为探讨短期噪声暴露对男性受试者绩效及烦扰度的影响，49名男性受试者在88 dB（A）的噪声下暴露1小时，期间进行绩效测试及烦扰度量表调查，绩效测试包括圈数字、心算、记忆力、80-8测试及双重任务测试。实验结果表明，较对照数据而言，噪声下圈数字得分略下降，给定时间内心算正确率下降，工作记忆力正确率基本不变，80-8量表测试正确率下降，双任务测试时间估计误差均值提高，上述变化均不具显著性，受试者烦扰度分值在噪声下明显提高，并与Weinstein噪声敏感性问卷得分具有相关性。

噪声；绩效；噪声烦扰度

1 引言

各种作业环境往往都存在不同强度的环境噪声，在载人航天飞行中，噪声也是一个始终存在的环境因素。由于噪声的存在，可能使作业人员或航天员出现工作绩效下降及产生烦扰。

研究表明，噪声可影响人的学习记忆功能和思维能力，当噪声强度达到70 dBA时，会影响人的注意力，降低工作效率，增加工作中的错误率，影响学习性较强的工作，加速工作的疲劳［1］。Sandrock等通过交通噪声暴露实验发现，噪声敏感者的脑力负荷及数学运算任务受噪声影响的程度更大［2］。胡正元等采用本底（73 dBA）及三种强度机舱噪声暴露（85 dBA、92 dBA、96 dBA），研究受试者的信号识别与算术计算能力，实验结果表明随噪声强度提高，工效指标逐步下降，算术计算与信号识别受噪声干扰更为明显，85 dBA以上的舱室噪声对人体具有明显的工效干扰作用；主观评价结果显示，艇员对70 dBA噪声环境感到比较满意，对85 dBA感到烦恼，对92 dBA感到反感，对109 dBA感到无法接受［3］。可见，不同强度的各种环境噪声可引起工作绩效下降及烦扰效果。张磊力等采用自评量表对试飞车间的工人进行了噪声敏感性调查、噪声一般反应和精神卫生状况调查，发现所有量表得分均随着噪声敏感程度的增高而增高，噪声敏感性高的人群心理健康易受损害［4］。国际空间站NASA技术报告指出噪声会降低人对复杂目视跟踪作业的工效，影响短时记忆力、空间记忆力、比较和分类能力；当涉及多任务操作时，可降低认知功能，并造成领悟迟钝、注意力不集中等多种不利效应；噪声还会对乘员组带来烦扰的影响，引起烦扰的阈值与人的敏感程度相关［5］。由上述结果可见，噪声环境可引起注意力、数学运算、记忆力等绩效下降，并引起烦扰。但噪声环境不同，噪声强度及可引起的绩效变化也不尽相同。

由上述文献可见，85 dBA以上噪声可能对绩效造成影响，并引起烦恼。结合前期实验结果，88 dBA噪声比照85 dBA对绩效影响更为明确。本文旨在研究特定中等强度噪声88 dBA短时间暴露1 h对绩效、烦扰等方面的影响，为噪声的功效效应及噪声敏感者研究提供参考。工作绩效变化作为噪声效应的一个方面，研究指标较多，针对不同研究目的有不同工效指标。本文采用注意力测试、心算、工作记忆力、80-8神经类型测试以及双重任务测试。同时噪声影响结果可是双向的，可能对工作效能产生积极的影响，也可能降低工效，本文主要关注对工效的干扰效应。烦扰度研究参照GB/Z21233-2007/ISO/TS 15666《声学应用社会调查和社会声学调查评价噪声烦恼度》［6］，对受试者在安静及噪声下开展烦扰度调查，同时采用Winstein主观噪声敏感性问卷［7，8］调查受试者主观敏感性，该问卷被认为在人群调查和实验室研究中均有较好的信度和效度。

2 实验方法

在实验室模拟噪声环境，在噪声环境及安静环境分别完成绩效测试和烦扰度调查，研究噪声环境与安静环境下绩效及烦扰度结果的差异，并观察其与受试者主观敏感性问卷得分的联系。

2.1 暴露噪声

噪声强度为88 dBA、暴露时间1 h、频谱特性采用航天舱内噪声谱。该暴露噪声强度满足GJB 50A-2011《军事作业噪声容许限值及测量》［9］的听力保护安全限值要求，以不引起受试者不可逆的听力损伤为前提。

2.2 受试者

受试者49名，男性，平均年龄（29.9±6.0）岁，身体健康，实验前进行纯音测听及外耳道和鼓膜检查，排除鼓膜充血及穿孔，且语言频段听力正常。实验前后进行125 Hz～16 kHz纯音听阈测试，凡噪声暴露即刻出现听阈偏移10 dB以上者需进行复测，以观察噪声暴露后是否出现听阈偏移。

2.3 实验分组

按安静对照组、噪声暴露组共2组进行实验。

2.4 测试项目及分析指标

采用圈数字测试、空间工作记忆力、心算、目标追踪及时间估计双任务以及80-8量表测试。

1）圈数字测试

采用圈数字作为注意力测试方法，圈数字测试采用数字划销方法，由MindXP训练分析系统中的圈数字模块完成。MindXP采用NeuroSky便携式脑波设备作为前端脑电采集测量设备，通过获取被试者的脑电数据来分析测试者注意力参数。分析参数为得分、时长、专注指数、放松指数。

2）心算测试

心算测试由MindXP训练分析系统中的速算模块完成，测试时在屏幕中心显示减法竖式，数字范围为1000以内，算式由软件题库内随机抽取，由受检者心算并从数字高位开始填写，测试时间为2 min。分析参数为2 min内完成题数、正确率及专注指数。

3）记忆力测试

记忆力测试采用空间工作记忆力测试，该测试由北京师范大学心理学院研发的工作记忆力测试软件实现，由受试者浏览依次呈现的数字，并判断当前呈现的数字位置是否与刚呈现过的前面第2个数字位置是否一致。分析参数为正确率、错误率、漏率、反应时。

4）80-8量表测试

采用80-8量表测试［10］作为符号识别绩效测试。由受检者根据每行框线外打头的两种符号，在同水平符号串中进行查找，查找与这两个符号相同的符号，并进行标注。根据受试者完成情况，对其标记正确、错误、特殊错误及总阅量进行计算。

5）双重任务测试

双重任务测试为手控目标追踪任务和时间估计双重任务，由航天员中心国防重点实验室研发的测试软件完成。使用操纵杆追踪目标光点，尽可能使追踪光标与目标点重合，同时根据屏幕提示时间进行时间估计任务。追踪作业为主任务，时间估计为次要任务。分析参数为目标光点与追踪光标间误差距离的平均值、时间估计误差的平均值。

计算正确率绩效及反应时绩效，公式如下［11］：

正确率绩效（%）

反应时绩效（%）

6）主观量表测试

Weinstein主观噪声敏感性问卷［7］是通过受试者对21个问题的单项选择，确定噪声敏感得分，得分越高反映主观噪声敏感性越高。分析方法为分别统计问卷得分。

烦扰度量表参照《声学应用社会调查和社会声学调查评价噪声烦恼度》，包括描述性等级量表和数字等级量表［6］。描述性等级量表分五个等级：一点没有、轻微、一般、严重、非常严重。数字等级为0至10这11个数来描述烦恼程度。分析噪声烦扰度量表（定性描述、定量分值）结果。

2.5 实验步骤

正式实验前，对受试者进行绩效测试操作训练，保证受试者对所有测试完全熟悉；并完成Weinstein噪声敏感性问卷调查。

在实验室安静环境下，进行绩效测试和烦扰度量表填写，作为安静对照组数据；在实验室受试者在噪声场暴露1 h，采用声级计BK2250监测左右耳部噪声，噪声强度保持在（88±1）dBA。噪声暴露开始后，受试者安静坐位，静息15 min。噪声暴露开始16 min后，依次进行双任务测试、圈数字、心算、80-8神经类型测试作为噪声组数据，噪声暴露开始40 min后进行烦扰度量表填写。

3 结果与分析

实验后所有受试者均顺利完成实验，噪声暴露对受试者听力无影响。

对所有受试者安静对照组（CON）和噪声暴露组（NOI）分别进行平均，数据以均值±标准差表示，采用配对t检验判别差异显著性，并统计各测量值的线性相关性，以P＜0.05作为显著性界限。同时观察绩效在噪声下明显下降者，以与对照相比绩效参数下降数值超出两倍标准差为限，统计绩效负效应最差者。

3.1 圈数字

圈数字测试结果见表1。得分绩效为99.1%。噪声环境下与对照相比，得分下降0.8，时长减少6 s，专注指数下降1.8，放松指数下降9。统计结果显示放松指数下降具有显著性，其他参数改变未见显著性。圈数字得分由专注指数、错误点数及花费时间确定，为综合性参数，短时88 dBA的噪声会使得分略下降，提示注意力略下降，放松指数显著性下降说明噪声环境会使志愿者测试时放松程度明显降低。本测试项目中有一名受试者得分下降超出两倍标准差。

3.2 心算结果

表1 圈数字测试结果（Mean±SD）Table 1 Test results of the circle numbers

3.3 工作记忆力

记忆力测试结果见表3。正确率绩效为99.3%，反应时绩效为102.1%。受试者在噪声环境下进行记忆力测试时，正确率基本不变，略降0.2%，错误率提高0.5%，漏率略有降低0.2%，反应时减少42.3 ms，统计分析表明变化均不具显著性。相关性分析表明，正确率绩效与反应时绩效相关系数为0.45，且具有显著性（p值为0.01），其余各参数未见显著性相关。并有两名受试者正确率下降较大，超出两倍标准差。

3.4 80-8量表测试

受试者在安静环境及噪声暴露中进行80-8量表测试，作为符号识别绩效。测试结果统计见表4。正确率绩效为98.8%。88 dBA噪声暴露下正确率降低1.3%，错误率下降0.1%，漏率提高1.4%，特殊错误率下降0.3%，总阅量提高46个字符，除总阅量外其他不具显著性。可见噪声环境下正确率下降，漏率提高，错误率及特殊错误率略降，总阅量提高表明噪声环境下的阅读量提高。正确率明显下降者为两人。

3.5 双重任务测试

双重任务测试见表5，噪声环境下目标追踪任务差均值下降0.5，标准差均值下降0.1，时间估计误差提高140 ms，统计分析表明变化不具显著性。该结果提示88 dBA噪声对双重任务的影响主要是提高时间估计误差。差均值增加超过两倍标准差的为1人，时间估计误差明显增加者为2人。

表2 心算测试结果（Mean±SD）Table 2 Results of the arithmetic test

表3 记忆力测试结果（Mean±SD）Table 3 Results of the memory test

表4 80-8量表测试结果（Mean±SD）Table 4 Results of the 80-8 scale test

表5 双任务测试结果（Mean±SD）Table 5 Results of the dual task

表6 烦扰度量表分值统计（Mean±SD）Table 6 Results of the noise annoyance scale

3.6 心理量表

Weinstein主观噪声敏感度问卷结果显示，从问卷得分看，49人中多数志愿者（占98%）分值在42至105之间，高分值为1人（分值106），该名受试者在噪声暴露中绩效结果未见明显影响。烦扰度定性结果显示88 dBA噪声暴露下，共有7人主观烦扰度感受为严重，1人为非常严重，定量结果有3人烦扰度分值为9，其他受试者烦扰程度均为一般或轻微，分值≤7。烦扰度量表分值在噪声组有显著性提高，结果见表6，说明噪声环境引起受试者主观烦扰程度明显提高。烦扰度量表结果与Weinstein主观噪声敏感度问卷结果具有一致性，问卷分值高的受试者在噪声环境烦扰度分值也较高。相关性分析表明，敏感性问卷得分与烦扰度得分正相关（相关系数r=0.35，p值= 0.15），具有显著性，说明主观感受敏感性强的受试者在噪声暴露时更易打出高的烦扰度得分。

学生信息管理系统主要功能包括：学生基本信息和成绩的录入，浏览、查询、删除、修改及计算成绩等功能。功能分析如下：

3.7 分析

绩效指标在噪声环境下改变无显著性，这与噪声短期暴露持续时间及强度有关。同时噪声环境下绩效结果存在个体差异，每种测试均有个别受试者主要绩效指标下降较多，说明其受噪声影响高于其他受试者。同时除一名受试者在两项测试指标均有明显下降外，其余明显下降者都为不同受试者，说明噪声下不同受试者绩效所受影响也不同。

在上述绩效测试中，正确率及反应时是衡量绩效成绩的重要指标，对圈数字的得分绩效、心算正确率绩效、记忆力的正确率绩效以及80-8正确率绩效等进行相关性分析，各指标间无显著相关性。从本次研究结果看，敏感程度分值高的1名志愿者，其他测试指标未体现出噪声的明显影响，该量表结果反映了志愿者的主观感受和倾向。而噪声下烦扰度量表得分变化具有显著性，说明志愿者噪声烦扰度明显提高。此外，主观噪声敏感性得分高及烦扰度分值高的志愿者在绩效操作结果未见明显一致性。

4 结论

49名男性志愿者在88 dBA噪声强度下暴露1 h，进行绩效测试和烦扰度调查，与安静对照相比，噪声环境对绩效操作有一定影响，但不具显著性，这与噪声短期暴露持续时间及强度有关。噪声环境下圈数字得分略下降，注意力略下降，放松指数明显降低。给定时间内心算正确率下降，计算题数显著性增加。工作记忆力正确率噪声下基本不变，反应时下降。80-8量表测试正确率下降，总阅量显著提高。双任务测试噪声下时间估计误差均值提高。不同受试者在同样噪声暴露下，绩效改变存在个体性差异。烦扰度量表分值在噪声组有显著性提高。烦扰度量表结果与Weinstein主观噪声敏感度问卷结果具有相关性，问卷分值高的受试者在噪声环境烦扰度分值也较高。主观噪声敏感性得分及烦扰度分值与志愿者在绩效操作结果未见明显一致性。

致谢：本项目的实验研究得到北京师范大学心理学院，中国航天员科研训练中心人因工程国防重点实验室、航天员选拔与训练研究室的大力支持和帮助，谨致谢意。

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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

中国航天医学工程预先研究项目（2012SY54B0202）

高慧（1971-），女，博士，副研究员，研究方向为航天环境声学。E-mail：gaohui0@sohu.com