橋吊司機安全操作關鍵結(jié)點的眼動研究【優(yōu)秀畢業(yè)課程設計】

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　集裝箱裝卸橋（橋吊）是港口集裝箱裝卸的關鍵設備，它關系到企業(yè)的發(fā)展，碼頭的成效。橋吊操作的效率和安全是港口通過能力的體現(xiàn)，也是橋吊司機操作水準的體現(xiàn)。</p><p>　　本論文首先對于《橋吊安全結(jié)點操作法》進行簡單介紹，對各個操作結(jié)點的操作規(guī)則和注意點進行說明。然后用眼動儀測量橋吊司機現(xiàn)場操作，進行

2、多項眼動參數(shù)的測定和搜集。利用AHP層次分析法對多項參數(shù)進行權重分析，得到最能說明橋吊司機注意力集中與否的若干眼動參數(shù)（眨眼，注視），再由各個操作結(jié)點中的這些參數(shù)進行橫向?qū)Ρ鹊玫疥P鍵結(jié)點（吊具連接，集箱就位）。最后進行關鍵結(jié)點的縱向眼動參數(shù)對比，得出相關結(jié)論。</p><p>　　本論文采用Excel以及SPSS數(shù)據(jù)分析軟件進行數(shù)據(jù)初步篩選以及分析，結(jié)合問卷調(diào)查等資料，最后得出橋吊作業(yè)的操作關鍵結(jié)點以及橋吊司機操

3、作過程中一些操作特性，為橋吊司機的理論培訓和安全作業(yè)提供參考。</p><p>　　關鍵詞：集裝箱裝卸橋，橋吊司機，眼動參數(shù)，層次分析法（AHP），關鍵結(jié)點</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The container crane (bridge crane) is the key equipment o

4、f the port container loading and unloading. It is related to the development of the enterprise, the results of the dock. The efficiency and security of the bridge crane operation is the embodiment of the port through the

5、 ability and the bridge cranes driver operation level. </p><p>　　This paper first for 《Bridge crane safety operation node》are simply described, of each node of the operation operating rules and show the atte

6、ntion.Then use eye tracking system measurement bridge cranes driver site operation, conducting many parameters measured and collecting. Using AHP analytic hierarchy process to a number of parameters for weights analysis,

7、 can get the most attention that bridge cranes driver some eye movement parameters or not (the blink of an eye, the fixation of an eye), B</p><p>　　This paper using Excel and SPSS software for the preliminar

8、y data analysis data screening and analysis, combined with the questionnaire survey data, finally draw bridge cranes operating key nodes of operation and some operating characteristics of the bridge crane operation. Whic

9、h for bridge cranes driver’s theory training and safety working to provide the reference.</p><p>　　Keywords: container crane, bridge cranes driver, eye movement parameters, Analytic Hierarchy Process (AHP),

10、 key nodes</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1. 緒論1</b></p><p>　　1.1 背景和意義1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 研究內(nèi)容和目標4</p>

11、;<p>　　1.4 技術路線5</p><p>　　2. 橋吊操作關鍵結(jié)點研究的理論依據(jù)6</p><p>　　2.1 橋吊安全結(jié)點操作法概述6</p><p>　　2.2 AHP層次分析法概述8</p><p>　　2.3 AHP層次分析法的應用9</p><p>　　2.4 注意力與眼動相

12、關性9</p><p>　　2.5 研究工具9</p><p>　　3. 橋吊操作實驗設計11</p><p>　　3.1 實驗目的11</p><p>　　3.2 實驗設備11</p><p>　　3.3 實驗方案設計13</p><p>　　4. 橋吊操作實驗的眼動數(shù)據(jù)分析14

13、</p><p>　　4.1 數(shù)據(jù)介紹與數(shù)據(jù)提取14</p><p>　　4.2 數(shù)據(jù)篩選16</p><p>　　4.3 基于AHP層次分析法的決定關鍵結(jié)點的眼動參數(shù)判斷16</p><p>　　4.4 橋吊司機安全操作關鍵結(jié)點確定21</p><p>　　4.5 關鍵結(jié)點的注視視線分布探究26</p

14、><p>　　4.6 關鍵結(jié)點的眼動參數(shù)相關性分析27</p><p>　　4.7 基于眼動參數(shù)的疲勞假設29</p><p>　　5. 總結(jié)與展望31</p><p>　　5.1 論文總結(jié)31</p><p>　　5.2 進一步研究的建議31</p><p><b>　　致

15、謝33</b></p><p><b>　　參考文獻34</b></p><p><b>　　附 錄36</b></p><p><b>　　1. 緒論</b></p><p>　　港口的綜合實力水平與集裝箱裝卸作業(yè)效率密不可分，在橋吊司機作業(yè)效率被廣泛關注

16、的同時，橋吊作業(yè)事故依舊時有發(fā)生，對于橋吊司機安全的研究僅停留在原理分析階段，相應的安全分析和監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)還需要進一步深入研究。橋吊司機作業(yè)過程中的眼動數(shù)據(jù)能夠客觀反映橋吊司機本人不能感受到的信息，對于橋吊司機的作業(yè)安全研究有著重要意義。</p><p>　　1.1 背景和意義 </p><p><b>　　1.1.1 背景</b></p><p

17、>　　隨著中國加入WTO，我國的進出口貿(mào)易量逐步增大，對海上運輸?shù)囊笾鸩教岣摺６浳锏难b卸是海運服務的起始和終點，若在這一環(huán)節(jié)無法良好完成，則意味著該運輸方式不能為經(jīng)濟貿(mào)易的運作提供服務。而集裝箱裝卸橋（橋吊）是碼頭集裝箱裝卸的主要設備，他關系到航運企業(yè)的發(fā)展，碼頭港口的成效。因此在碼頭負責裝卸集裝箱的橋吊司機的操作是至關重要，他們存在于這一關鍵的第一線，所以對于橋吊司機吊箱操作的安全研究存在其一定的必要性和重要性。</p

18、><p>　　2011年，全世界港口吞吐量排名前20中，有10個中國港口（其中兩座港口為中國香港和中國臺灣），上海港更是以3200多萬TEU名列第一，這是中國改革開放的顯著成效，更是中國經(jīng)濟快速發(fā)展的最直接體現(xiàn)。然而一個港口的吞吐量除了在“量”上十分重要之外，它的“質(zhì)”也是相當關鍵。集裝箱船舶在港口的裝卸效率直接影響到船公司和港口裝卸的市場競爭力，從而提升港口綜合實力水平。</p><p>　

19、　雖然我國的碼頭建設已取得了突飛猛進的發(fā)展，但是目前我國港口普遍還面臨著效率低下、服務不專業(yè)的問題，港口的服務水平與國外的先進水平相比還存在著很大的差距，一方面是由于資金、技術等因素，先進的操作設備和技術沒有普及，這樣就限制了整個港口吞吐量的提高[1]；另一方面是港口的管理體系，很多情況下還采用經(jīng)驗管理，管理方法落后、運作效率低下、信息系統(tǒng)不完善，這些都是制約港口操作效率的主要因素，與之而來的，就是港口集裝箱裝卸作業(yè)的事故發(fā)生[2]?，F(xiàn)

20、有港口集裝箱裝卸作業(yè)事故原因分析中，國內(nèi)已針對橋吊墜箱事故等相應事故進行分析，結(jié)果表明橋吊駕駛員的主觀人為因素和不規(guī)范操作成為重要原因[3]，但對于人為因素分析僅停留在原理分析階段，相應的安全分析與改善仍需進一步深入研究。據(jù)對某碼頭近年來發(fā)生的安全事故統(tǒng)計分析表明，在由于所有的橋吊安全事故中，事故發(fā)生的時間結(jié)點呈現(xiàn)規(guī)律性，多為吊具和集裝箱接觸的起始到終止階段[4]。</p><p><b>　　1.1.

21、2 意義</b></p><p>　　國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，對于港口橋吊事故發(fā)生中，人為原因在其中占有主要因素。不規(guī)范的人為操作所引發(fā)的作業(yè)事故占港口事故總數(shù)的65%[5]。橋吊司機操作行為的規(guī)范性，成為了影響作業(yè)效率、作業(yè)安全的主要問題。</p><p>　　由橋吊司機的操作準則可見，這項工作對于安全的要求是相當嚴格的，因為，集裝箱的裝卸效率將對港口競爭力和綜合實力有直接影響，集裝

22、箱裝卸的操作正確與否更是與橋吊司機的自身安全息息相關。所以橋吊司機的操作不當或是其他主觀操作失誤所造成的后果將是十分嚴重的。</p><p>　　在本論文中，將通過對橋吊司機眼動參數(shù)的分析，深入了解到橋吊司機處理視覺場景的過程，而這一過程將會體現(xiàn)出一部分橋吊司機主觀上難以察覺的信息，主要是針對橋吊司機整個操作流程中的一些事故易發(fā)結(jié)點進行數(shù)據(jù)研究，對于橋吊司機的安全操作有著重要意義，同時為相關部門橋吊司機的上崗培訓

23、以及教育學習提供一定的理論參考。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 港口橋吊作業(yè)研究現(xiàn)狀</p><p>　　港口橋吊伴隨著集裝箱運輸船舶大型化的發(fā)展和技術進步而在不斷更新?lián)Q代，科技含量越來越高。港口橋吊由最初的常規(guī)橋吊發(fā)展至現(xiàn)在的雙小車橋吊、雙四十英尺橋吊等類型，對于港口裝卸作業(yè)的提高有著重要幫助[6]。</p>

24、;<p>　　文獻[3]中，上海海事大學物流工程學院的陳良玉，梁承姬在橋吊墜箱事故樹分析一文中分析到，目前，限位開關、防誤吊操作裝置的使用等，使橋吊的機械性能不斷完善，從機械角度預防事故的發(fā)生。據(jù)了解，港口實際生產(chǎn)過程中，橋吊事故很大程度是由橋吊司機操作不規(guī)范或者責任心不夠造成的，單純由機械故障引發(fā)的事故顯少。因此從港口角度考慮，對橋吊操作系統(tǒng)進行安全分析，進而有針對性地制定出合理的安全措施，規(guī)范橋吊司機的操作，增強其安全

25、意識和責任感，顯得尤為關鍵。</p><p>　　由幸寶良等橋吊司機的經(jīng)驗總結(jié)基礎上，總結(jié)歸納的《橋吊安全結(jié)點操作法》中，將橋吊作業(yè)的整個過程根據(jù)作業(yè)實際情況，清楚的劃分了若干個作業(yè)結(jié)點，并總結(jié)歸納了各個結(jié)點的注意點和事故發(fā)生可能情況，規(guī)范了橋吊司機的操作從而達到安全高效的目的。</p><p>　　1.2.2 眼動視覺研究現(xiàn)狀</p><p>　?。?）在國外：從

26、近年的文獻資料來看，國外在這一領域內(nèi)開展的研究相當廣泛，有在室內(nèi)通過模擬駕駛來研究的，也有在真實交通環(huán)境中進行研究的。并且發(fā)現(xiàn)有一點很有趣，即歐洲尤其是北歐各國和英法等國在此領域內(nèi)的研究明顯多于美國、日本及其他國家。</p><p>　　英國Nottingham大學心理學院受英國運輸部資助，建立了一個事故研究室(ARU)，就認知等心理活動對駕駛員的駕駛能力及事故傾向的影響、視覺行為及注意力與駕駛技能之間的關系等課

27、題進行了長期的研究，并得到了許多有價值的結(jié)論[7]。</p><p>　　1998年，該研究室成員David cmndau和Geoffrey underwood[8]通過在試驗中引入不同類型的道路，以改變受試駕駛員的認知負荷水平，從而對熟練駕駛員和新駕駛員視覺搜索策略的差異進行了研究。每次試驗中，先讓受試駕駛員進行20分鐘的適應駕駛，然后讓其帶上眼動儀并繼續(xù)在指定路線上駕駛，以記錄其眼動行為。試驗后，通過對駕駛員

28、的平均注視時間、注視點數(shù)目以及水平與垂直方向搜索分散范圍的分析，得出以下結(jié)論：(1)熟練駕駛員在信息量較少的道路（鄉(xiāng)村道路）上的注視時間較短，在信息量大的道路（雙車道）上的注視時間變長，而新駕駛員則相反；(2)熟練駕駛員與新駕駛員在水平方向搜索廣度方面存在顯著差異：在信息量大的道路（雙車道）上熟練駕駛員水平方向搜索廣度要比新駕駛員的大得多。說明熟練駕駛員能根據(jù)道路的復雜程度選擇性的改變其視覺搜索策略，而新駕駛員在駕駛需求變化了的時候，其

29、視覺搜索策略顯得太過于僵硬死板。</p><p>　　2002年，荷蘭Gmningen大學的Tanja R.M.Coeckelbergh，F(xiàn)rans w.Comelissen，wiebo H.Brouwer與Aan C.Kooijman[9]對50名因病理原因而導致視野缺損的駕駛員進行了一項室內(nèi)的試驗研究。試驗中，要求受試駕駛員進行計點操作及視覺搜索作業(yè)，并記錄其眼動行為，通過對搜索時間、眨眼情況、注視次數(shù)、眼跳

30、幅度、注視持續(xù)時間及錯誤數(shù)等參數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)，周邊視野缺損的受試駕駛員與正常駕駛員相比，其注視次數(shù)多，搜索時間長，注視持續(xù)時間短；而中心視野缺損的駕駛員的操作也比正常駕駛員的差。研究同時發(fā)現(xiàn)，兩組駕駛員的視野缺損與眼動參數(shù)之間存在單調(diào)函數(shù)關系。</p><p>　　2006年，英國學者T.Luke[10]等人對火車駕駛員的視覺策略進行了研究。他們使用ISCAN VisionTrak ELT-500型眼動儀對火車駕駛

31、員的眼動行為進行了記錄，并分析了駕駛員的總（眨眼）注視次數(shù)、平均（眨眼）注視持續(xù)時間、注視目標物的時間百分比及首次注視目標物的時間。雖然Luke等人的研究對象是火車駕駛員，與本論文所要研究的橋吊駕駛員有很大的不同，但是研究方法值得借鑒。該研究的特色之一在于，它對通過眼動行為的錄像來分析注視行為的方法做了較為細致的介紹。</p><p>　　（2）在國內(nèi)：國內(nèi)關于駕駛員視覺特性與眼動行為方面的研究不多。已有的關于眼

32、動行為的研究多集中在語言學、廣告學、心理學及醫(yī)學應用等方面，如天津師范大學、遼寧師范大學等在這些方面進行了不少的研究。將視覺及眼動研究應用到交通領域的報導并不多見，然而本論文的研究方向橋吊駕駛員的眼動行為的相關研究資料更是比較缺少，只能通過對道路交通領域已有的部分研究進行學習和類比。此處對最近幾年的一些較為典型的研究進行介紹。</p><p>　　文獻[11]，[12]，[13]中，北京航空航天大學的柳忠起、袁修

33、干、劉偉及王睿對模擬飛機降落過程中飛行員的眼動行為進行了研究。通過對注視點分布、掃視速度以及掃視的眼動機制進行分析，探討了飛行員對信息的初步認知加工過程。結(jié)果表明，受試者主要利用由上到下(Top-Down)的信息處理機制驅(qū)動眼動。</p><p>　　文獻[14]中，西安交通大學的楊建國、肖永劍和王兆安通過對駕駛員視覺關注焦點的移動規(guī)律、視線范圍以及障礙物情況等等3個方面的研究，提出了一個新的駕駛員視覺感知模型，

34、并通過計算機來模擬實際場景，對比受試者和模型標注的感知對象，完成了模型有效性的驗證。</p><p>　　文獻[15]中，上海海事大學的曲旋是對于橋吊司機眼動模式和行為模式研究的相對比較完整的一篇資料，文獻中通過對新老司機作業(yè)眼動參數(shù)的分析，得到操作熟練的橋吊司機在關鍵作業(yè)區(qū)的視線注視時間比新手的作業(yè)時間要長，注意力較為集中，不易受外界干擾。同時隨著作業(yè)時間的增長，有些眼動參數(shù)表現(xiàn)出司機有輕微的疲勞負荷現(xiàn)象。&l

35、t;/p><p>　　從以上的國內(nèi)外研究情況可以看出，對于本論文研究的主要方向，橋吊操作結(jié)合眼動視覺研究的內(nèi)容在國內(nèi)外資料較少，較多的都是公路汽車駕駛，火車駕駛，飛機駕駛等，在這些領域國內(nèi)的研究同國外在駕駛員視覺特性及操作行為領域的研究相比，國內(nèi)的研究無論是在技術手段上，還是研究的廣泛程度上都存在較大差距。由對于公路駕駛的研究發(fā)現(xiàn)和研究方法上可以得到一些可以作為本文參考的資料，從而能夠從道路駕駛類比到橋吊駕駛的研究中

36、去，為橋吊司機的眼動視覺研究提供一定的依據(jù)。</p><p>　　1.3 研究內(nèi)容和目標</p><p>　　1.3.1 主要研究內(nèi)容</p><p>　　本文由道路駕駛的眼動研究情況，類比分析碼頭集裝箱裝卸橋駕駛員的操作情況，請有經(jīng)驗的橋吊師傅來到我校橋吊真機上進行吊箱作業(yè)，并用眼動儀smarteye pro 5.5進行操作過程中的眼動參數(shù)采集，結(jié)合《橋吊安全結(jié)點

37、操作法》中的橋吊操作結(jié)點劃分情況，對不同結(jié)點，不同箱型的眼動參數(shù)進行對比分析，同時結(jié)合有關文獻和經(jīng)驗，以及對于碼頭橋吊司機的調(diào)查問卷的部分資料，利用AHP層次分析法得出在多個眼動參數(shù)中能影響橋吊司機注意力集中的一項或多項參數(shù)指標，綜合分析得到在多個操作結(jié)點中相對關鍵的結(jié)點，在本文中稱為“關鍵結(jié)點”，確定關鍵結(jié)點之后，繼續(xù)深入分析不同箱型的關鍵結(jié)點操作過程中的眼動參數(shù)，從而挖掘其中的異同點。另外橋吊操作隨著時間的推移，橋吊司機將很有可能產(chǎn)

38、生相對疲勞，假設疲勞的產(chǎn)生，對于相同箱型，在不同時間操作得出的數(shù)據(jù)，進行結(jié)合疲勞的有關分析，探索是否有疲勞現(xiàn)象體現(xiàn)在眼動參數(shù)上，并說明疲勞的產(chǎn)生導致的眼動參數(shù)的細微變化，驗證假設的正確性。</p><p>　　1.3.2 研究目標</p><p>　　橋吊操作安全的重要性不言而喻，本文從橋吊司機操作的安全性出發(fā)，由眼動參數(shù)做數(shù)據(jù)支持，參考《橋吊安全結(jié)點操作法》，結(jié)合生理學相關知識，利用AH

39、P層次分析法，Excel，SPSS等數(shù)據(jù)分析軟件，繪圖軟件AutoCAD得出橋吊司機在吊箱操作過程中的關鍵結(jié)點，以及由關鍵結(jié)點的眼動特性得出的相關結(jié)論，為以后有關部門的培訓，學習等工作提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。同時通過研究相同箱型隨著時間推移而導致的眼動參數(shù)的變化，為有關的疲勞檢測研究和疲勞預警系統(tǒng)的研發(fā)提供一定的參考。</p><p><b>　　1.4 技術路線</b></p>

40、<p>　　如圖1.1所示，為本論文技術路線圖</p><p><b>　　圖1.1 技術路線</b></p><p>　　2. 橋吊操作關鍵結(jié)點研究的理論依據(jù)</p><p>　　在明確橋吊作業(yè)規(guī)章制度和對于橋吊司機各項上崗培訓和考核之后，為進一步地規(guī)范橋吊司機操作行為和達到安全高效的目的，在總結(jié)辛寶良等橋吊司機的經(jīng)驗基礎上，歸

41、納了《橋吊安全結(jié)點操作法》[16]。通過對碼頭橋吊司機的部分調(diào)查問卷顯示，70%的橋吊司機都對此有所了解，并且對于作業(yè)結(jié)點的區(qū)分十分清楚。</p><p>　　2.1 橋吊安全結(jié)點操作法概述</p><p>　　《橋吊安全結(jié)點操作法》是總結(jié)幸寶良等橋吊司機的經(jīng)驗得到的，按橋吊操作全過程分解成以下的控制點，如圖2.1所示，這是安全操作和提高作業(yè)效率的重要環(huán)節(jié)，也是控制各類事故發(fā)生的關鍵的安全

42、結(jié)點。</p><p>　　圖2.1 橋吊操作過程控制結(jié)點</p><p><b>　　2.1.1 作業(yè)前</b></p><p><b>　?。?）五個“熟悉”</b></p><p>　　1）熟悉橋吊安全操作規(guī)程和掌握各操作動作的基本要領。</p><p>　　2）熟悉裝

43、卸船舶的類型，包括動態(tài)掌握作業(yè)船舶積載情況和相應的操作要求。</p><p>　　3）熟悉橋吊裝卸的各項機械技術指標。</p><p><b>　　4）熟悉箱型特性。</b></p><p>　　5）熟悉周圍操作環(huán)境。</p><p><b>　　（2）四個“確認”</b></p>&

44、lt;p><b>　　1）確認作業(yè)環(huán)境</b></p><p><b>　　2）確認通訊暢通</b></p><p><b>　　3）確認指揮到位</b></p><p><b>　　4）確認機械正常</b></p><p>　　2.1.2 橋吊就

45、位</p><p><b>　　兩個“注意”</b></p><p>　　1）注意途經(jīng)區(qū)域無障礙</p><p>　　2）注意電纜線收放正常</p><p>　　2.1.3 吊具連接</p><p>　　一“緩”，二“牢”，三“禁”，四“防”，五“適度”</p><p>

46、　　1）緩速對位入鎖，防止吊具撞毀箱或貨。</p><p>　　2）確認閉鎖信號，確保連接牢靠。</p><p>　　3）禁止使用旁路開關，避免因吊具連鎖保護失效，造成墜箱事故。</p><p>　　4）防止40’吊具誤吊兩只20’集裝箱，這是毀壞吊具和集裝箱的一大禍根。</p><p>　　5）適度控制吊具就位，著落吊具時，吊具鋼絲繩不宜過

47、松或過緊。這是提高橋吊裝卸效率的重要手段。</p><p>　　2.1.4 起吊離地</p><p><b>　　兩個“避免”</b></p><p>　　1）避免拖曳（斜拉）起吊</p><p>　　2）避免誤帶下層集裝箱</p><p><b>　　2.1.5 吊運</b&

48、gt;</p><p><b>　　兩個“控制”</b></p><p>　　1）控制吊運速度。做到“兩頭慢，中間快” 。</p><p>　　2）控制吊運行程。通過司機目測能力的提高，在安全前提下縮短吊運行程。</p><p>　　2.1.6 小車運行</p><p><b>　　三

49、個“要”</b></p><p><b>　　1）要平衡位移</b></p><p><b>　　2）要保持距離</b></p><p><b>　　3）要注意下方</b></p><p>　　2.1.7 就位前</p><p>　　一“停

50、頓”、二“對位”、三“禁止”</p><p>　　1）承載面上方應停頓</p><p><b>　　2）對位后松放</b></p><p><b>　　3）禁止懸吊等候</b></p><p>　　2.1.8 集箱就位</p><p><b>　　二“要”<

51、/b></p><p><b>　　1）要輕放</b></p><p><b>　　2）要放妥</b></p><p>　　2.1.9 吊具回升</p><p>　　一“確認”，二“防止”</p><p><b>　　1）確認開鎖</b><

52、/p><p><b>　　2）防止勾帶</b></p><p>　　2.1.10 停止作業(yè)</p><p><b>　　四“事項”</b></p><p><b>　　1）機具“就位”</b></p><p><b>　　2）前梁“收起”<

53、/b></p><p><b>　　3）控制“置零”</b></p><p><b>　　4）落實“錨定”</b></p><p>　　2.2 AHP層次分析法概述</p><p>　　層次分析法(AHP) [17]首先是由美國運籌學家匹茨堡大學教授薩蒂于70 年代初提出的，這種方法把決策有關

54、的因素分為目標層、準則層、指標層，是在系統(tǒng)工程中應用的評價與決策方法。能夠處理多目標、多準則、多層次復雜決策問題。層次分析法先把復雜的系統(tǒng)問題涉及的因素分組，把因素進行分組后形成有序的層次結(jié)構模型，然后通過構造判斷矩陣的方式反映每一層次中各因素的相對重要性，進行層次單排序及一致性檢驗，最后完成層次總排序及一致性檢驗，通過排序計算得到?jīng)Q策因素相對于總目標層的重要性程度的總排序確定優(yōu)選方案。具體步驟如下[18]：</p>&l

55、t;p>　?。?）建立層次的結(jié)構模型。在分析需要決策的問題之前，將所面對的問題中所含的原因因素劃分為不同層次，如目標層、準則層、指標層等，用圖表形式說明層次的遞階結(jié)構與因素的從屬關系。</p><p>　?。?）構造判斷矩陣。判斷矩陣中各元素的值反映了各因素之間的相對重要性，一般采用1～9 及其倒數(shù)的標度方法，具體見表2.1</p><p>　　表2.1 判斷矩陣的標度</p&

56、gt;<p>　　（3）層次單排序以及一致性檢驗。這里的層次單排序意思是本層因素對上層某一因素的重要性次序，其計算的實質(zhì)是計算判斷矩陣的最大特征根及相應的特征向量，即對判斷矩陣B，計算滿足 BW=λmax，其中λmax為B的最大特征根，W為對應于λmax的規(guī)范化特征向量，則W的分量就是對應于單排序的權值。為保證層次單排序的可信性，需要對判斷矩陣一致性進行檢驗。</p><p>　?。?）層次總排序。

57、計算同一層次所有因素對于最高層（總目標）相對重要性的排序權值， 稱為層次總排序。這一過程是從最高層次到最低層次進行的。若上一層次Aj包含m個因素 A1,A2,…,Am，其層次總排序權值分別為 a1,a2,…,am，下一層次Bj包含n個因素 B1,B2,…Bn， 它們對于因素 Aj的層次單排序權值分別為b1j,b2j,…,bnj。（當 bk與Aj無聯(lián)系時，bkj=0）。</p><p>　　2.3 AHP層次分析法

58、的應用</p><p>　　在現(xiàn)實生活中，往往會遇到許多決策問題，比如如何選擇物流中心的位置，如何選擇升學的志愿等等，在決策者做出決定之前，他必須要考慮到很多方面的因素，這些因素都是能夠影響到最終決策結(jié)果的，或是主要因素，或是次要因素，然而這些因素是相互制約，相互影響的。在這樣一個復雜的決策系統(tǒng)中，很多因素之間的比較往往無法定量描述，此時就需要將半定量，半定性的問題轉(zhuǎn)化成一個定量計算，從而得出為決策服務的相關數(shù)據(jù)

59、結(jié)果。</p><p>　　在本論文中，眼動參數(shù)多種多樣，如何去選擇對研究結(jié)果有著相對重要影響的數(shù)據(jù)來分析是一個難以定量描述的問題，然而，通過對相關文獻資料，對橋吊司機的問卷調(diào)查，以及訪談形式的交流中，能把得到的相關信息結(jié)合層次分析法的理論轉(zhuǎn)化為一個定量計算，通過逐層比較各種關聯(lián)因素的重要性來為分析和最終的決策提供一個定量的依據(jù)。</p><p>　　2.4 注意力與眼動相關性</p

60、><p>　　在國內(nèi)外已有的研究結(jié)果中，影響人的注意力的因素多種多樣，客觀的天氣，光線，聲音等等因素，主觀的有人的心情，壓力，身體狀況等等。但是在多種能夠反映人的注意力狀態(tài)的因素中，人的眼睛的活動狀況是最即時也是最能簡單獲得的。在總結(jié)了若干有關眼動與注意力的生理學相關文獻資料后，得出反映注意力的眼動參數(shù)主要有，眼睛注視情況，眨眼頻率，視線跳躍度等因素，同時與瞳孔大小也有一定聯(lián)系。</p><p&g

61、t;　　在本論文的研究中，將利用非侵入式的眼動儀對橋吊司機作業(yè)過程中的眼動數(shù)據(jù)進行采集，將結(jié)合相關文獻資料選擇最適合研究內(nèi)容的眼動參數(shù)。</p><p><b>　　2.5 研究工具</b></p><p>　　2.5.1 實驗工具</p><p>　　本論文的實驗將利用上海海事大學校內(nèi)的真實集裝箱起重機，結(jié)合Smarteye眼動儀，具體的情況

62、在實驗設計章節(jié)會詳細介紹。</p><p>　　2.5.2 數(shù)據(jù)分析工具</p><p>　?。?）Excel2007軟件，Excel是微軟公司開發(fā)的主要針對辦公的軟件之一，在眾多領域都有著其簡潔，實用的優(yōu)勢和特點。在從實驗設備中導出需要的數(shù)據(jù)之后，利用Excel軟件進行數(shù)據(jù)預處理，篩選，統(tǒng)計分析以及對比分析工作。</p><p>　?。?）SPSS18.0數(shù)據(jù)分析

63、軟件，SPSS是世界上最早的數(shù)據(jù)分析軟件，作為一款以數(shù)據(jù)分析為主要功能的軟件，相對于Excel，SPSS的數(shù)據(jù)分析更加深入，功能更為齊全。在本文中，初步的數(shù)據(jù)篩選和簡單的數(shù)據(jù)對比在由Excel完成之后，利用SPSS進行雙變量的相關性分析，對進一步深入研究提供依據(jù)。</p><p>　?。?）AutoCAD2010繪圖軟件，CAD是一款主要以圖形設計為主的繪圖軟件，具有操作簡便，實用性強等特點。在本論文中，利用CA

64、D軟件對眼動儀采集到的注視點進行平面描繪，可以直觀的看出注視點的分布情況。</p><p>　　3. 橋吊操作實驗設計</p><p>　　本論文的實驗在上海海事大學校內(nèi)的集裝箱起重機上進行的，實驗所用的橋吊和集裝箱是振華港機贈予的真實起重機械，是真實的集裝箱和起重機。同時邀請到了振華的具備操作經(jīng)驗的橋吊司機現(xiàn)場操作，使實驗所得的數(shù)據(jù)更具研究價值，使研究結(jié)論更為客觀。</p>

65、<p><b>　　3.1 實驗目的</b></p><p>　　本實驗的目的在于，利用眼動儀，實時采集橋吊司機吊箱操作時的眼動參數(shù)，探索橋吊司機在吊箱操作過程中，眼動參數(shù)的變化規(guī)律，分析在不同的作業(yè)任務情況下，橋吊司機的各項眼動參數(shù)的異同點和變化情況以及對于變化原因的探究，另外在時間上，相同作業(yè)任務的情況下，疲勞的產(chǎn)生是否會很明顯的反映在眼動情況上。</p>&l

66、t;p><b>　　3.2 實驗設備</b></p><p><b>　　3.2.1 橋吊</b></p><p>　　實驗是在上海海事大學校內(nèi)的真實集裝箱起重機上進行的，整套設備包括橋吊和若干20英尺和40英尺集裝箱，配備了專業(yè)的設備，有嚴格的使用規(guī)章制度。如圖3.1所示。相比模擬機，真實的設備實驗所得到的數(shù)據(jù)更為客觀，同時更具有研究價值

67、。</p><p>　　圖3.1 上海海事大學校內(nèi)集裝箱裝卸橋場地</p><p><b>　　3.2.2 眼動儀</b></p><p>　?。?）眼動儀是心理學基礎研究的重要儀器。用于記錄人在處理視覺信息時的眼動軌跡特征，廣泛用于注意、視知覺、閱讀等領域的研究。眼動儀通過紅外線攝像機測出瞳孔中心位置與角膜的相對位置，來推算出當前眼球運動狀態(tài)

68、值，一般每秒輸出60組數(shù)據(jù)。研究者通過分析這些數(shù)據(jù)，來推斷被試者的心理活動等其他狀態(tài)，數(shù)據(jù)主要反映精神上的有關狀態(tài)，為相關研究提供理論依據(jù)。</p><p>　?。?）Smarteye pro5.5</p><p>　　本論文中的實驗采用的眼動儀是smarteye pro5.5。如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 安裝在橋吊駕駛室內(nèi)的smarteye 眼

69、動儀</p><p>　　Smart Eye Pro為用戶提供一個遠程眼睛跟蹤系統(tǒng)，系統(tǒng)高精確度全幀速率的測量頭部和視線構成的3維圖像。應用范圍包括汽車行業(yè)、飛行模擬器、網(wǎng)頁設計、閱讀研究和心理實驗室等多種研究領域。 </p><p>　　Smart Eye系統(tǒng)的關鍵組成部分除了功能強大的計算分析軟件還包括一個獨特的視頻成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用一個或多個相機連同一個紅外閃光照明單元，使每個系統(tǒng)

70、主要使用自己的光源。這就使得它功能非常強勁，適用于所有自然光照條件。</p><p>　　Smart Eye能夠精確測算頭部的三維位置和方向。系統(tǒng)通過跟蹤一系列帶有面部特征的圖像，然后匹配這些特征點到3D頭部模型上。通過對虹膜和瞳孔的檢測和定位，并參照已經(jīng)標定過得眼睛幾何模型來確定觀測者的視線的方向。同時眼皮也被定位，另外通過使用眼部的3D模型確定上下眼皮的距離。最后，確定瞳孔直徑。</p><

71、;p>　　3.2.3 實時操作攝像機</p><p>　　在本實驗中，除了眼動儀記錄下橋吊司機操作的時候的眼動參數(shù)之外，在橋吊上另外安裝了三臺攝像機，用于拍攝駕駛艙外吊具工作的全過程，即吊箱操作的全過程，以及駕駛員手部的動作，視頻資料和眼動參數(shù)資料是實時對應的。在本論文中，主要研究的是橋吊作業(yè)的操作結(jié)點，該攝像機對于后期處理數(shù)據(jù)時的拆分歸納十分重要。</p><p>　　3.3 實驗

72、方案設計</p><p>　　以實驗目的為主要依據(jù)，以安全實驗為前提，針對橋吊司機吊箱操作進行實驗方案設計。 </p><p>　　由于安全原因，本次實驗本人并未上真機橋吊進行現(xiàn)場觀察，但是參與了前期的實驗準備，實驗儀器的安裝和調(diào)試工作。并且和上橋吊進行現(xiàn)場實驗的研究生學長和學姐進行了詳細的溝通，對于實驗的具體情況有一個大致的了解，并且委托學姐拍攝了部分影像資料。</p>&

73、lt;p><b>　　3.3.1實驗對象</b></p><p>　　本實驗在上海海事大學校內(nèi)的橋吊真機上進行，邀請了振華擁有多年橋吊作業(yè)工作經(jīng)驗的橋吊司機進行現(xiàn)場吊箱操作。</p><p><b>　　3.3.2實驗準備</b></p><p>　　1）集裝箱起重機安全注意事項</p><p&g

74、t;　　2）眼動儀設備安裝與調(diào)試</p><p>　　3）外部攝像頭安裝與調(diào)試</p><p><b>　　3.3.3實驗過程</b></p><p>　　實驗分為兩天進行，待前期準備工作都完成之后，橋吊司機師傅就上到橋吊上進行現(xiàn)場操作實驗，與司機進行簡單的溝通，請司機盡可能保證頭部的活動范圍，以確保實驗數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量。</p>

75、<p>　　實驗的內(nèi)容主要是20英尺和40英尺集裝箱的裝卸操作，20英尺和40英尺集裝箱交替操作，從地面裝至貨船，從貨船卸至地面。</p><p>　　由于論文需要眼動數(shù)據(jù)和實時操作內(nèi)容對應，所以外部攝像機的攝像內(nèi)容一定要與眼動儀記錄的司機的眼動參數(shù)一致，所以在實驗過程中，由于記錄時間的上限原因或是其他外部原因?qū)е碌膶嶒灂和：驮匍_始，都需要同時操作眼動儀記錄和攝像機記錄。</p><

76、p><b>　　3.3.4實驗結(jié)束</b></p><p>　　經(jīng)過幾個小時的裝卸操作和實驗數(shù)據(jù)的采集，實驗部分告一段落，將數(shù)據(jù)確保保存完畢之后，將橋吊上的相關實驗儀器拆除并裝在實驗室的計算機上，開始準備數(shù)據(jù)的導出和分析工作。</p><p>　　4. 橋吊操作實驗的眼動數(shù)據(jù)分析</p><p>　　橋吊操作實驗結(jié)束之后，將制定適合本文研

77、究方向的數(shù)據(jù)分析方案，由于本文主要是對操作結(jié)點的研究，故準備以結(jié)點劃分提取數(shù)據(jù)并歸類保存。根據(jù)研究方向，利用數(shù)據(jù)分析軟件對初篩選之后的數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)合相關理論得到分析結(jié)果。</p><p>　　4.1 數(shù)據(jù)介紹與數(shù)據(jù)提取</p><p>　　4.1.1 數(shù)據(jù)指標介紹</p><p>　　眼動儀在進行數(shù)據(jù)采集的過程中，提供多種眼動數(shù)據(jù)的記錄，原始數(shù)據(jù)記錄見附錄一，結(jié)

78、合相關資料對于眼動參數(shù)的已有研究，在本論文中，初定選用以下幾種眼動數(shù)據(jù)進行分析和研究。</p><p>　?。?）Blink：即眨眼，眨眼是一種快速的閉眼動作，稱為瞬目反射。據(jù)統(tǒng)計，正常人平均每分鐘要眨眼十幾次，通常2～6秒就要眨眼一次，每次眨眼要用0.2～0.4秒鐘時間。在smarteye pro5.5的使用說明書中，對于Blink在本實驗數(shù)據(jù)中的介紹，大致意思為，發(fā)生一次眨眼行為，則眨眼參數(shù)加1，假設Blin

79、k的數(shù)值為n，則該次眨眼為該數(shù)據(jù)記錄時間段內(nèi)的第n次眨眼，數(shù)值持續(xù)的時間為眨眼持續(xù)時間。</p><p>　?。?）Fixation：即注視，人眼獲得視覺信息的主要方式是通過注視點接受得到，而在視覺識別過程中，90%的視覺信息均通過注視的過程得出，而其中注視時間和注視位置不僅反映了人對于當前視覺信息的興趣程度、識別能力，從目前對于操作人員注視的研究還可以看出，注視時間和軌跡在一定程度上可以反映作業(yè)任務的大致情況，

80、數(shù)據(jù)在本實驗中的具體含義與Blink相類似。</p><p>　?。?）Saccade：即掃視，是一種常見的視線轉(zhuǎn)移運動，是雙眼協(xié)同的聯(lián)合運動，瞳孔對光反射是由于進入視網(wǎng)膜的光亮度的變化而引起瞳孔的直徑改變。視覺、注意、決策以及自動性或隨意性運動的發(fā)起、神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性等過程，是研究操作者對于高級信息加工機制的重要基礎。正常人快速跳視的幅度、速度與持續(xù)時間之間表現(xiàn)出很高的相關性，數(shù)據(jù)在本實驗中的具體含義與Blin

81、k和Fixation相類似。</p><p>　?。?）EyelidOpening：即眼瞼張開度，眼瞼是保護眼球以及角膜，并具有將淚液散布結(jié)膜角膜的作用，同時起到保護視力的作用。當人在感覺困倦的時候，眼瞼速度變慢，眨眼持續(xù)時間變長，視力模糊，注意力渙散。眼瞼的變化情況是作業(yè)研究作業(yè)負荷程度的重要數(shù)據(jù)參考，在本論文中，眼瞼的張開度對于駕駛疲勞的研究十分重要，對于在本實驗中數(shù)據(jù)的具體含義為，兩只眼睛上下眼瞼間距離的平

82、均值。</p><p>　?。?）PupilDiameter：即瞳孔直徑，瞳孔是在虹膜中間的開孔，是作為光線進入眼內(nèi)的入口。瞳孔的大小變化可以調(diào)節(jié)進入眼部的光通量，從而保證眼睛適應外界光環(huán)境的變化。瞳孔的大小除了隨光線的強弱變化外，還與年齡大小、身體狀況、心理狀態(tài)等因素有關，在不同腦力負荷下瞳孔的變化也較為顯著。在本論文中，對于相同操作環(huán)境和操作內(nèi)容情況下，不同疲勞狀態(tài)時瞳孔直徑的不同變化也是實驗內(nèi)容之一。對于在

83、本實驗中數(shù)據(jù)的具體含義為，被實驗者兩只眼睛瞳孔直徑的平均值即時大小。</p><p>　　（6）gazedirection：即注視方向，視線的方向?qū)τ谂d趣的研究是一個十分重要的指標，在互聯(lián)網(wǎng)廣告設計時，很需要這一被測試者的這一數(shù)據(jù)，以將他們所需要宣傳推廣的目標設計在一個視線熱區(qū)。smarteye測得的注視方向為一個單位方向向量，計算的是兩只眼睛平均注視的一個方向，在本實驗中不能直接得到視線熱區(qū)，但是可以通過視線方

84、向模擬出一個大致的范圍。</p><p>　　4.1.2 數(shù)據(jù)提取</p><p>　　在橋吊上的實驗結(jié)束之后，拆下眼動儀和記錄儀器，把相關儀器安裝至實驗室的計算機上之后，開始數(shù)據(jù)的導出提取工作了。</p><p>　?。?）根據(jù)本論文的研究需要，制定數(shù)據(jù)提取計劃。由于數(shù)據(jù)量十分龐大，數(shù)據(jù)文件的名稱是按照采集時的時間自動命名的，光從數(shù)據(jù)文件名和詳細數(shù)據(jù)不能區(qū)分該段數(shù)

85、據(jù)處于哪個操作結(jié)點上，首先根據(jù)數(shù)據(jù)文件名進行排序并選取數(shù)據(jù)提取源。</p><p>　　（2）視頻文件和數(shù)據(jù)文件對應。由于本論文研究的是橋吊司機吊箱操作的結(jié)點眼動數(shù)據(jù)，所以勢必要把數(shù)據(jù)按照操作結(jié)點來進行區(qū)分，由于視頻攝錄是人工啟動和結(jié)束的，所以和眼動儀采集的數(shù)據(jù)文件存在一定的時間誤差，經(jīng)過視頻時間和數(shù)據(jù)幀數(shù)對比以及和攝錄視頻的學長的溝通，幀數(shù)誤差大約在150-250幀，即時間誤差在3-4秒，在本論文中認為，這個3

86、-4秒的時間誤差不會對研究造成影響，故忽略此誤差。根據(jù)完成時間，將視頻文件和數(shù)據(jù)文件對應起來，以便區(qū)分和查找。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)導出與保存。首先觀看視頻錄像，根據(jù)不同的操作內(nèi)容記錄下完成該項結(jié)點操作的時間區(qū)間，再到與之相對應的數(shù)據(jù)文件內(nèi)，用smarteye軟件讀取文件，截取對應的時間區(qū)間，設定好導出路徑和文件名，導出的過程在計算機上顯示的是4個攝像頭角度讀取眼動參數(shù)的過程，如圖4.1所示。以此類推，

87、按照操作結(jié)點一步步完成數(shù)據(jù)的導出保存工作，根據(jù)視頻內(nèi)容中實際操作的結(jié)點名稱和操作箱型，對文件夾進行準確的命名，為之后的分析工作做好準備。</p><p>　　圖4.1 橋吊作業(yè)中的眼動跟蹤</p><p><b>　　4.2 數(shù)據(jù)篩選</b></p><p>　　4.2.1 數(shù)據(jù)截取</p><p>　　從計算機中導出的

88、數(shù)據(jù)在Excel表格中打開時將有135列數(shù)據(jù)項，根據(jù)本章上文對于數(shù)據(jù)類別的需要，對于導出的原始數(shù)據(jù)進行截取，數(shù)據(jù)截取依據(jù)完整，充分，詳細的原則進行，每分鐘約60幀的頻率進行記錄。初步選取以下各列為截取目標單獨編制Excel表格保存。FrameNumber（幀數(shù)），Blink（眨眼），F(xiàn)ixation（注視），Saccade（掃視），EyelidOpening（眼瞼張開尺寸），EyelidOpeningQ（眼瞼張開尺寸質(zhì)量），PupilD

89、iameter（瞳孔直徑），PupilDiameterQ（瞳孔直徑質(zhì)量），LeftPupilDiameter（左眼瞳孔直徑），LeftPupilDiameterQ（左眼瞳孔直徑質(zhì)量），RightPupilDiameter（右眼瞳孔直徑），RightPupilDiameterQ（右眼瞳孔直徑質(zhì)量），GazeOrigin.x(y,z)（注視視線起點坐標x(y,z)），GazeDirection.x(y,z)（注視視線方向坐標x(y,z)），

90、GazeDirectionQ（注視視線方向質(zhì)量）。</p><p>　　4.2.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量</p><p>　　在眼動儀導出的實時數(shù)據(jù)中，對于采集到的數(shù)據(jù)有一個參考的可靠質(zhì)量度Q（0，1），為保證試驗數(shù)據(jù)的可靠性和相對準確性，在實驗數(shù)據(jù)分析中選擇Q 錯誤!未找到引用源。0.5的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)，進行進一步的數(shù)據(jù)處理和分析過程。</p><p>　　4.3 基于AHP

91、層次分析法的決定關鍵結(jié)點的眼動參數(shù)判斷</p><p>　　根據(jù)對橋吊司機的調(diào)查問卷部分內(nèi)容顯示，大部分的司機認為在橋吊作業(yè)中存在相對重要的環(huán)節(jié)，主要集中在抓箱開始到放箱為止，同時，大部分司機認為眼部活動是隨著作業(yè)的進行最為活躍的。在本論文的研究中，如何選擇眼動參數(shù)來確定關鍵結(jié)點，結(jié)合已有的問卷調(diào)查和第2章中相關文獻經(jīng)驗，利用層次分析法進行權重分析。</p><p>　　4.3.1 建立層

92、次結(jié)構模型</p><p>　　根據(jù)眼動眼動實驗所得參數(shù)以及對橋吊司機操作過程的整體分析，確定橋吊司機注意力集中為目標層A，準則層B為眼動參數(shù)的三大類，頭部活動B1，眼部活動B2，視線分布B3，指標層為準則層的具體參數(shù)指標，具體為頭部位置C1，頭左右轉(zhuǎn)動度C2，頭上下轉(zhuǎn)動度C3，頭傾斜度C4，眨眼次數(shù)C5，眼瞼張開度C6，掃視次數(shù)C7，瞳孔直徑C8，注視次數(shù)C9，視線起點C10，視線方向C11。該層次結(jié)構模型如圖

93、4.2所示。</p><p>　　圖4.2 橋吊司機注意力集中層次結(jié)構模型</p><p>　　4.3.2 構造判斷矩陣，層次單排序</p><p>　　構造判斷矩陣是層次分析法的最關鍵步驟，它是層次分析法工作的出發(fā)點。在本論文確定橋吊司機操作關鍵結(jié)點的研究中，目標層受到三個決策因素的影響，而三個決策因素又分別受到各子決策因素的影響，結(jié)合先前問卷調(diào)查的結(jié)果以及對多位

94、有經(jīng)驗的橋吊司機的溝通，通過對上一層次某因素與本層次相關因素之間相對重要性的比較和層次結(jié)構圖，可以構造判斷矩陣。</p><p>　　判斷矩陣A-B。根據(jù)B1，B2，B3三個因素對于目標層A的相對重要程度，得到判斷矩陣如表4.1所示</p><p>　　表4.1 判斷矩陣A-B</p><p><b>　　即：</b></p>&

95、lt;p>　　4.3.3 權重計算以及一致性檢驗</p><p>　　計算判斷矩陣A-B的最大特征值λmax，及其對應的特征向量(ω1,…,ωn)T，此特征向量就是各評價因素的重要性排序，也即是權系數(shù)的分配。</p><p>　　首先對判斷矩陣的每列求和得，令：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><

96、;p><b>　　并計算得到：</b></p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　一致性檢驗：在層次分析法中，檢驗判斷矩陣一致性的指標為：</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　因判斷矩陣的階數(shù)n越大時，一致性越差，

97、為減小n對一致性檢驗造成的影響，引進修正系數(shù)RI，通過關系轉(zhuǎn)換，并最終用一致性比例CR值來作為判斷矩陣是不是具有一致性的檢驗標準。</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　當計算得到CR值小于0.1時，認為判斷矩陣具有一致性。表4.2為RI隨矩陣階數(shù)n變化的值。</p><p>　　表4.2 平均隨機一致性指標RI對

98、照表</p><p>　　由上述構造的判斷矩陣A-B得：</p><p><b>　　每列求和： </b></p><p><b>　　由式(3-1)：</b></p><p><b>　　由式(3-2)：</b></p><p><b>　　

99、由式(3-3)：</b></p><p><b>　　由式(3-4)：</b></p><p>　　由此得上述判斷矩陣通過一致性檢驗，由該判斷矩陣計算得到的權重向量 W=(0.122,0.648,0.230)T。</p><p>　　查閱相關資料得知[19]，以上相對繁瑣的計算過程可以通過Excel表格簡便的完成，對上文A-B進行驗

100、證以及對于B1-C，B2-C，B3-C的權重系數(shù)，最大特征值求解，一致性檢驗過程如下：</p><p><b>　?。?）A-B：</b></p><p>　　圖4.3 判斷矩陣A-B的權重分析以及一致性檢驗</p><p>　　由圖4.3可以看出，Excel的計算結(jié)果與以上的計算結(jié)果相同。</p><p><b&

101、gt;　?。?）B1-C：</b></p><p>　　圖4.4 判斷矩陣B1-C的權重分析以及一致性檢驗</p><p>　　由圖4.4可得上述判斷矩陣CR=0.0039<0.1，通過一致性檢驗，由該判斷矩陣計算得到的權重向量 W=(0.4550,0.1411,0.1411,0.2627)T。</p><p><b>　　（3）B2-C

102、：</b></p><p>　　圖4.5 判斷矩陣B2-C的權重分析以及一致性檢驗</p><p>　　由圖4.5可得上述判斷矩陣CR=0.0182<0.1，通過一致性檢驗，由該判斷矩陣計算得到的權重向量 W=(0.4304,0.0597,0.0597,0.1469,0.3032)T。</p><p><b>　?。?）B3-C：<

103、/b></p><p>　　最大特征值λmax=2，顯然滿足一致性，權重向量W=(0.3333,0.6667)T。</p><p>　　4.3.4 層次總排序及其一致性檢驗</p><p>　　層次總排序是指利用同一層次中所有層次單排序的結(jié)果以及上層次所有元素的權重，來計算針對總目標而言，本層次所有因素的權重值的過程。這一過程是最高層次到最低層次逐層進行的。因

104、此，通過計算，可以求得子準則層各因素C對總目標A的權值計算為W =(0.0555,0.0172,0.0172,0.0321,0.2790,0.0387,0.0387,0.0952,0.1966,0.0766,0.1531)T。</p><p>　　然后進行一致性檢驗，層次總排序的一致性檢驗也是從目標層開始到指標層逐層進行。CI=0.122×0.0035+0.6483×0.0204+0.2297

105、×0=0.01365<0.1，故總體一致性通過檢驗。</p><p><b>　　4.3.5 結(jié)論</b></p><p>　　在計算過程中，矩陣的最大特征值以及一致性檢驗計算較為復雜，通過查閱相關資料并學習之后，學會利用Excel表格軟件進行更簡便，更準確的計算。 </p><p>　　通過以上權重值的計算和驗證，得出在本論文

106、中，判斷橋吊司機注意力集中與否的各項眼動參數(shù)中，權重情況為表4.3所示，排序為：眨眼次數(shù)C5，注視次數(shù)C9，視線方向C11，瞳孔直徑C8，視線起點C10，頭部位置C1，眼瞼張開度C6，掃視次數(shù)C7，頭傾斜度C4，頭左右轉(zhuǎn)動度C2，頭上下轉(zhuǎn)動度C3。 其中眨眼次數(shù)權重為27.90%，注視次數(shù)權重為19.66%，初步選取眨眼次數(shù)和注視次數(shù)兩個眼動參數(shù)為下文研究橋吊司機操作關鍵結(jié)點的主要參數(shù)。</p><p>　　表4

107、.3 決定橋吊司機注意力的眼動參數(shù)權重表</p><p>　　4.4 橋吊司機安全操作關鍵結(jié)點確定</p><p>　　由2.3中相關理論介紹和權重分析得出的結(jié)論，選取眨眼和注視兩個眼動參數(shù)為確定橋吊操作結(jié)點中的關鍵結(jié)點的主要數(shù)據(jù)。以下研究中，操作結(jié)點的劃分依據(jù)《橋吊安全結(jié)點操作法》，結(jié)合實際操作情況，分為以下六部分，橋吊就位，吊具連接，起吊，小車運行，集箱就位，吊具回升。</p&g

108、t;<p>　?。?）Blink（眨眼）的相關數(shù)據(jù)分析</p><p>　　選取操作對象為20英尺和40英尺集裝箱的兩部分眨眼數(shù)據(jù)進行分析。</p><p>　　表4.4和表4.5分別是以操作結(jié)點區(qū)分的20英尺集裝箱和40英尺集裝箱操作眨眼情況統(tǒng)計表，其中，作業(yè)時間通過吊箱操作現(xiàn)場視頻和數(shù)據(jù)幀數(shù)/頻率綜合得出，眨眼次數(shù)由導出的數(shù)據(jù)文件直接讀出，每分鐘眨眼次數(shù)=（眨眼次數(shù)*頻率

109、）/作業(yè)時間，平均眨眼持續(xù)時間=眨眼持續(xù)幀數(shù)/頻率/眨眼次數(shù)。</p><p>　　表4.4 20’集裝箱作業(yè)眨眼情況</p><p>　　表4.5 40’集裝箱作業(yè)眨眼情況</p><p>　　表4.4和表4.5是兩種不同的作業(yè)任務時的各眼動參數(shù)總體的情況表，下面對于表4.4和表4.5進行詳細的數(shù)據(jù)分析。</p><p><b&g

110、t;　　1）作業(yè)時間對比：</b></p><p>　　圖4.6 20’40’集裝箱操作結(jié)點作業(yè)時間對比圖</p><p>　　如圖4.6所示，由作業(yè)時間的對比可以初步得出一些推論，首先可以看出在總的操作時間上40英尺集裝箱花的時間比20英尺集裝箱多。其次可以發(fā)現(xiàn)，橋吊就位，吊具連接，小車運行和集箱就位這幾個操作結(jié)點所用的時間相對較多，從操作內(nèi)容上來看，這4個操作結(jié)點的操作內(nèi)

111、容可能相對較繁瑣，從司機角度來看，這4個操作結(jié)點可能相對比較重要，需要更謹慎小心地完成。</p><p><b>　　2）眨眼次數(shù)對比：</b></p><p>　　圖4.7 20’40’集裝箱操作結(jié)點平均每分鐘眨眼次數(shù)對比圖</p><p>　　如圖4.7所示，相同箱型的集裝箱吊箱操作過程中，吊具連接和集箱就位兩個操作結(jié)點的眨眼次數(shù)明顯低于

112、其他操作結(jié)點，另外，由計算得出，在相同環(huán)境下，40英尺集裝箱操作時的眨眼次數(shù)平均每分鐘比20英尺集裝箱操作時少0.2次。</p><p>　　3）眨眼持續(xù)時間對比：</p><p>　　圖4.8 20’40’集裝箱操作結(jié)點平均眨眼持續(xù)時間對比圖</p><p>　　在圖4.8中兩種不同箱型的集裝箱操作，可以清晰地看出在吊具連接和集箱就位兩個操作結(jié)點的平均眨眼持續(xù)時