基于HRV的工程车驾驶员疲劳与恢复研究

为了解工程车驾驶员驾驶疲劳发展与恢复特征,以降低疲劳累积风险,实现行车安全,通过招募8名男大学生进行3h工程车模拟驾驶和35min驾驶疲劳恢复试验。试验过程采集驾驶员心率数据和主观疲劳评分来探究驾驶疲劳与恢复情况,利用统计学方法分析驾驶员疲劳阶段和疲劳恢复阶段主观疲劳评分与心率变异性(HRV)。结果显示:在驾驶作业过程中,驾驶员主观疲劳评分随时间而增加,平均R-R间期(MEAN)、HRV高频谱成分(HF)呈现总体下降趋势,NN间期标准差(SDNN)、HRV低频谱成分(LF)和低高频比值(LF/HF)呈现总体上升趋势;在驾驶疲劳恢复过程中,驾驶员主观疲劳评分随时间而降低,MEAN、SDNN、LF和LF/HF呈现总体上升趋势,HF呈现总体下降趋势。工程车模拟驾驶作业过程疲劳累积明显,5min静坐而后听音乐休息的方式有利于驾驶疲劳恢复。

拉力作业上肢肌肉疲劳评价模型研究

为避免作业人员肌肉疲劳累积,预防工作相关肌肉骨骼系统疾患（WMSDs）,提出一种基于肌力降幅（FD）-主观疲劳评分（RPE）的肌肉疲劳评价模型。首先设计并开展模拟拉车作业试验,招募10名大学男生参与测试,测量不同时刻右手最大剩余肌力,并记录基于Borg CR-10量表的RPE值;然后归一化处理各时刻FD,建立不同姿势、不同负荷下的3个拉力作业上肢肌肉疲劳评价模型,并结合试验条件分析不同模型之间的差异。研究表明：RPE与FD间有线性关系,RPE-FD关系可能具有姿势属性;所建模型合理,可用于评价拉力作业人员工作过程肌肉疲劳,并可为施力作业过程肌肉疲劳监测与作业任务分析提供依据和手段。

间歇静态拉力作业人员肌肉疲劳发展研究

为了解间歇静态拉力作业中人员肌肉疲劳发展特征及其与连续静态拉力作业肌肉疲劳发展的差异,减少肌肉疲劳累积,降低罹患工作相关肌肉骨骼疾患(WMSDs)风险,设计并开展间歇静态拉力作业试验,招募8名大学男生参与试验,测量不同工休比下不同时刻的肌力(F),并记录主观疲劳评分(RPE),然后运用统计学方法分析F和RPE。研究表明:间歇静态拉力作业不同工休比下F曲线走向基本一致,作业结束时刻F值和RPE值均未见统计学显著性差异;组内不同时刻相同部位以及相同部位不同时刻的一些RPE存在显著差异;间歇静态和连续静态拉力作业肌肉疲劳发展存在显著差异,间歇作业中肌肉疲劳累积显著低于连续作业,可考虑采用本文所研究工休比进行拉力作业工作安排,需人力完成的静态作业宜采用间歇静态施力以减缓肌肉疲劳累积。

速度及负荷对动态拉力作业肌肉疲劳影响建模

为探究速度、负荷对动态拉力作业肌肉疲劳发展的影响,构建描述动态拉力作业肌肉疲劳发展的预测模型,设计动态拉力作业模拟试验;招募10名男性大学生作为被试,并测量试验前后的最大随意收缩(MVC)、最大耐受时间(MET)以及记录身体多个部位的主观疲劳评分(RPE);探讨速度和负荷对拉力变化、MET和RPE的影响,并基于试验数据构建MET预测模型。结果表明:速度显著影响MET、拉力衰减值(ΔF)、拉力衰减程度(DFD)以及多个部位的RPE,负荷仅显著影响MET;所建预测模型能描述MET与负荷强度、行走速度之间的关系,且相较其他MET预测模型,其偏差最小,更适用预测和评估动态拉力作业人员肌肉疲劳。

作业人员肌肉施力疲劳评价模型

为评价施力作业过程中人员肌肉疲劳状态,建立基于肌力(F)的主观肌肉疲劳评价模型。通过模拟拉车作业试验获得不同时刻拉力值以及手臂和腰部主观肌肉疲劳评分(RPE),归一化处理肌力降幅(FD)值,以消除个体差异;通过相关性分析方法研究肌力降幅归一化值(NFD)与RPE之间的关系;通过回归性分析方法,分别构建以NFD为自变量的手臂与腰部RPE回归方程(即RPE—NFD回归方程),并研究手臂与腰部PRE随时间变化特征。结果表明:RPE与NFD显著线性正相关;RPE-NFD回归方程能够描述施力作业过程中RPE随FD变化的情况;所建评价模型能反映肌肉疲劳随时间发展的特征,并可用以获得作业人员不同施力作业以及不同作业时间下的RPE值。

静态单手拉车作业最大耐受时间建模

为分析单手拉车作业肌肉疲劳情况,设计并完成模拟静态手拉叉车试验:通过测量拉车前后单臂拉力的变化及最大耐受时间(MET),记录基于Borg CR-10主观疲劳评分表(RPE)的身体疲劳度,探讨负荷和身体质量指数(BMI)对MET、剩余拉力、力量衰减程度和RPE的影响;并基于试验数据构建单手拉车作业肌肉疲劳MET预测方程。试验结果表明,仅负荷显著影响MET;所构建的以指数函数和幂函数为基础的MET方程与现有方程具有一致性;用所建方程得到的预测值与实测值偏差优于用现有MET方程得到的结果。