预警设计特征对远程应急响应中风险感知与绩效的影响机制研究

本研究针对专业监控人员常忽视预警信息导致严重后果的问题，通过模拟实验系统评估了22种火灾预警设计方案。研究人员创新性地探讨了图标、风险显性文本、合规意图文本和位置布局等设计特征对监控人员风险感知(RP)和任务绩效(TSR/RT)的影响机制，证实了情境意识(SA)和心理负荷(MWL)的正向调节作用。该研究为优化应急预警界面设计提供了实证依据，对提升远程监控系统安全性具有重要实践价值。

　　

在现代化城市安全管理中，火灾监控预警系统被称为"最后一道防线"，但令人担忧的是，即便是专业监控人员也常会忽视预警信息。这种"警报疲劳"现象可能导致灾难性后果，2018年某化工厂爆炸事故调查就发现，操作员因界面设计缺陷错过了关键预警信号。究竟是什么阻碍了人类对危险信号的及时响应？清华大学美术学院的研究团队在《Scientific Reports》发表的最新研究给出了科学解答。

研究团队通过构建包含22种预警方案的三阶段实验系统（常规监控/早期预警/火灾警报），采用反应时(RT)和任务成功率(TSR)等客观指标，结合风险感知(Risk Perception, RP)量表、情境意识(Situation Awareness, SA)量表和NASA-TLX心理负荷(Mental Workload, MWL)量表等主观测量工具，对60名安全专业人员进行了系统评估。研究发现：火焰图标能使早期预警的风险严重性感知提升5.4分（满分10分），而合规意图文本如"请立即处理"可将响应速度缩短0.26秒；但风险显性文本"可能造成骨折"在常规监控中反而引发误判。

关键技术方法包括：1）基于ANSI Z535标准开发三面板预警原型；2）采用被试内设计进行三种风险场景的模拟实验；3）使用SmartPLS 4.0构建结构方程模型(SEM)分析设计特征与绩效的关系；4）整合CoWoRP量表和SART量表测量认知与情感维度的风险感知。

设计特征对风险感知的影响
研究发现预警图标能显著增强早期预警阶段的风险严重性感知(PS)，但在火灾警报阶段会降低预期情绪(AE)。风险显性文本在常规监控中产生反效果，使风险可能性感知(PL)虚高1.5分。合规意图文本则使早期预警的PS提升5.7分，证实了行为指令的强化作用。

设计特征与任务绩效的关系
带图标的预警使任务成功率提升31.7%，反应时间缩短0.17秒。合规意图文本在早期预警阶段效果最显著，而风险显性文本对绩效无直接影响。值得注意的是，早期预警阶段的平均成功率(83.1%)显著低于其他场景，揭示风险不确定性最影响决策准确性。

响应效能的中介作用
结构方程模型显示：情境意识(SA)对风险感知的正向影响最强(β=0.574)，心理负荷(MWL)次之(β=0.249)，而视觉疲劳(VF)会产生负面影响(β=-0.139)。火灾警报中，图标通过提升SA(β=0.239)和降低MWL(β=-0.260)间接优化绩效。

这项研究首次建立了"设计特征-响应效能-风险感知-绩效"的理论模型，为应急界面设计提供了三大准则：早期预警应强化图标和合规指令，火灾警报需控制信息密度避免视觉疲劳，常规监控则应避免过度使用风险描述。该成果不仅完善了人机交互(HCI)领域的预警设计理论，更对核电站、化工厂等高风险行业的监控系统优化具有直接指导价值。正如研究者Yuyue Hao和Yaqi Wang强调的："有效的预警设计不是简单的信息堆砌，而是要通过科学配置视觉元素来引导正确的风险认知和行为响应"。