徐煬　李虹

摘要 采用人機(jī)交互環(huán)境下的模擬技術(shù)為虛擬逃生疏散效率研究提供新的證據(jù)。具體探討視野范圍和緊急程度對(duì)疏散效率的影響，并進(jìn)一步探討從眾行為對(duì)上述關(guān)系的中介作用。在自己搭建的基于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的模擬疏散演練環(huán)境中，采用多名被試（最多可以60名）同時(shí)參與模擬疏散演練的手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。主要結(jié)果：（1）視野范圍越大，從眾程度越高；（2）在小視野范圍條件下，緊急程度越高，從眾程度越低；（3）在大視野范圍條件下，緊急程度對(duì)從眾程度沒(méi)有顯著影響。結(jié)論：（1）視野范圍和緊急程度會(huì)影響從眾行為，視野范圍越大緊急程度越高，從眾傾向越明顯：（2）從眾行為對(duì)視野范圍與疏散效率之間的關(guān)系具有不完全中介作用，對(duì)緊急程度和疏散效率之間的關(guān)系不存在中介作用。

關(guān)鍵詞 從眾行為，疏散效率，視野范圍，緊急程度，模擬疏散。

分類(lèi)號(hào) B844

1 問(wèn)題提出

突發(fā)危急事件發(fā)生時(shí)。聚集在公共場(chǎng)所的大量人員的疏散問(wèn)題，是制定公共場(chǎng)所應(yīng)急預(yù)案時(shí)必須考慮的重要內(nèi)容（李強(qiáng)，崔喜紅，陳晉，2006）。研究人員的疏散特點(diǎn)和疏散的影響因素。能夠?yàn)榛馂?zāi)等突發(fā)危急事件的預(yù)防、疏散、救援等工作提供有效的指導(dǎo)和幫助。但是，對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，迄今為止涉及人員疏散效率以及影響因素的心理學(xué)研究仍然非常少（Heliovaara，Kuusinen，Rinne，Korhonen，& Ehtamo，2012），遠(yuǎn)未形成體系。

在有關(guān)疏散效率的影響因素研究中。主要涉及到的因素有：視野范圍和緊急程度（Galea，F(xiàn)inney。Dixon，Siddiqui，&Cooney，2006；Galea，F(xiàn)ilippidis，Wang，Lawrence，&Ewer，2011；Muir&C0bbett，1995；Drury，et al.，2009；Was，2010）。崔喜紅等人（2005）發(fā)現(xiàn)，疏散過(guò)程中視野范圍的大小會(huì)影響疏散的時(shí)間。新加坡學(xué)者Yuan等人（2009）的研究表明，視野范圍越大，個(gè)體能夠看到向?qū)У膸茁室苍酱蟆亩菀渍业匠隹?。楊立中等人?005）使用元胞自動(dòng)機(jī)模型研究室內(nèi)人員的火場(chǎng)疏散時(shí)，發(fā)現(xiàn)在加入火情危險(xiǎn)度因素，使得緊急程度提高之后，疏散結(jié)果會(huì)發(fā)生顯著變化。然而，有關(guān)視野范圍和緊急程度如何共同影響疏散效率的研究卻很少（Galea，et al.，2006）。

除了視野范圍和緊急程度，從眾行為是人員疏散研究中最常被關(guān)注的因素。從眾是疏散過(guò)程中普遍存在的現(xiàn)象，從眾行為是指人們?cè)诟叨染o急的疏散情境中傾向于盲目跟隨周?chē)说男袆?dòng)方向（Keating，1982）。德國(guó)學(xué)者Helbing等人（2000）在他們提出的社會(huì)力模型中使用“恐慌參數(shù)P_i的”描述疏散過(guò)程中從眾的程度（P_i的含義是個(gè)體的方向與周?chē)藛T的平均方向的符合度）。他們發(fā)現(xiàn)：從眾程度過(guò)高或過(guò)低時(shí)，疏散效率較低，從眾程度適中時(shí)，疏散效率最高。崔喜紅等人（2005）在元胞自動(dòng)機(jī)模型中使用方向吸引力系數(shù)K_dir控制個(gè)體的從眾行為（K_dir的含義是個(gè)體的方向與周?chē)蠖鄶?shù)人方向的符合度），他們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)K_dir小于某個(gè)臨界值時(shí)，從眾行為對(duì)疏散效率的影響不大，當(dāng)K_dir大于該臨界值時(shí)，從眾行為會(huì)使疏散效率顯著降低。楊立中等人（2005）在研究親屬吸引力（kinattraction）對(duì)疏散行為的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，從眾行為對(duì)疏散效率不一定是有害的，因?yàn)檫m度的從眾行為起到了信息傳播的作用，能夠避免人員盲目行走，只有當(dāng)從眾行為特別嚴(yán)重時(shí)，才會(huì)影響到整體的疏散效率。Heliovaara（2012）等人的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)嘗試自己尋找出口時(shí)明顯比與大家一起逃離所需時(shí)間更少。那么，人們?cè)谑裁辞闆r下會(huì)傾向于選擇自己逃離，又在什么情況下傾向于從眾？視野范圍和緊急程度與從眾行為之間的關(guān)系是怎樣的？筆者發(fā)現(xiàn)了一些相關(guān)研究報(bào)告。例如，個(gè)體的從眾行為會(huì)受到其所處群體規(guī)模大小的影響，隨著群體規(guī)模的增加，成員的從眾行為也會(huì)隨之增加（Franzoi，2009；Asch，1955）；也有研究報(bào)告，當(dāng)情況危急時(shí)，人們更有可能發(fā)生從眾行為（Aronson，2005）。但是，有關(guān)從眾行為與視野范圍和緊急程度是怎樣共同影響疏散效率的研究非常少。

同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有的為數(shù)不多的有關(guān)視野范圍、緊急程度和從眾行為對(duì)疏散效率影響的研究中尚存在亟待解決的問(wèn)題，其中一個(gè)重要問(wèn)題是：迄今為止的計(jì)算機(jī)建模研究大都使用粒子運(yùn)動(dòng)來(lái)模擬人類(lèi)的疏散行為，通過(guò)人為手段（如設(shè)置模型的參數(shù)）來(lái)控制粒子的從眾程度，忽略了疏散過(guò)程中可能會(huì)影響從眾行為的內(nèi)外在因素，例如，在Helbing等人（2000）的社會(huì)力模型和崔喜紅等人（2005）使用的元胞自動(dòng)機(jī)模型中，都是將從眾行為作為自變量，通過(guò)改變參數(shù)（如P_i，K_dir出等）的大小來(lái)控制從眾程度，并且一旦參數(shù)設(shè)定完畢，整個(gè)疏散過(guò)程中的從眾程度就不再變化。這種操作方式是過(guò)于簡(jiǎn)化的甚至是錯(cuò)誤的（Pan，Han，Dauber，& Law，2006；Kuligowski，2009），導(dǎo)致了建模研究的結(jié)果與真實(shí)疏散結(jié)果之間存在較大差距（Still，2000），對(duì)制定實(shí)際疏散策略的參考價(jià)值并不大（Kuligowski，2009）。

鑒于此，本研究將以往的人為控制粒子從眾程度，改變?yōu)榧尤胍曇胺秶途o急程度兩個(gè)重要參數(shù)，考察在視野范圍和緊急程度變化條件下的從眾行為，并進(jìn)而探討對(duì)疏散效率的影響。這樣的改變不僅有助于提高模擬疏散演練*實(shí)驗(yàn)的生態(tài)效度，同時(shí)也將視野范圍、緊急程度以及從眾行為有機(jī)整合在疏散效率研究的大框架下。具體研究問(wèn)題是：第一，視野范圍和緊急程度在模擬疏散演練環(huán)境下是否會(huì)影響以及怎樣影響從眾行為？第二，視野范圍和緊急程度是否通過(guò)從眾行為進(jìn)而影響疏散效率？

關(guān)于視野范圍和緊急程度是否影響以及怎樣影響從眾行為的問(wèn)題，社會(huì)心理學(xué)的相關(guān)研究結(jié)果表明，從眾行為受群體規(guī)模的影響，群體規(guī)模越大，越容易從眾行為（Franzoi，2009；Asch，1955）：從環(huán)境中獲取的信息減少則趨向于理性決策（Diiksterhuis，Bos，Nordgren，& Baaren，2006）。同時(shí)，Altshuler等人（2005）發(fā)現(xiàn)，逃生情境越緊急，蟻群的從眾行為越明顯。當(dāng)處于危急時(shí)刻，人們更有可能產(chǎn)生從眾行為（Aronson，2005；Franzoi，2009）。本文認(rèn)為，只有呈現(xiàn)在逃生者視野范圍內(nèi)的群體規(guī)模才可能影響逃生行為。據(jù)此，提出：

假設(shè)1：在模擬疏散演練環(huán)境下，視野范圍越大緊急程度越高越傾向于從眾。

關(guān)于視野范圍和緊急程度是否通過(guò)從眾行為進(jìn)而影響疏散效率的問(wèn)題，如前所述，視野范圍和緊急程度都可能影響從眾行為。同時(shí)，其他研究表明（Helbing et al.，2000；楊立中等，2005；崔喜紅等。2005），從眾程度較高時(shí)，疏散效率較低：從眾程度適中時(shí)的疏散效率最高。據(jù)此，提出：

假設(shè)2：在模擬疏散演練環(huán)境下，視野范圍和緊急程度還可能通過(guò)從眾行為進(jìn)而影響疏散效率，

本研究各變量之間的關(guān)系如圖1所示：

2 研究方法

2.1 模擬疏散演練環(huán)境的設(shè)計(jì)

2.1.1 基本視圖

本研究使用計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言搭建了一個(gè)基于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的模擬疏散演練系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許多名被試在不同的終端上同時(shí)接人，并向接入的被試提供一個(gè)進(jìn)行疏散演練的虛擬環(huán)境。在該虛擬環(huán)境中，每個(gè)被試可以通過(guò)鼠標(biāo)控制一個(gè)“虛擬人”在一定大小的場(chǎng)地內(nèi)移動(dòng)，并能夠通過(guò)有限的視野范同觀察到一部分其他被試，基本視圖如圖2所示。

圖中的紅色小點(diǎn)代表當(dāng)前被試控制的虛擬人，黑色小點(diǎn)代表其他被試控制的虛擬人。被試用鼠標(biāo)點(diǎn)擊任何一處空白位置，紅點(diǎn)就會(huì)以一定速度向該位置移動(dòng)。紅點(diǎn)在移動(dòng)過(guò)程中如果與其他黑點(diǎn)發(fā)生位置沖突就會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，直至被試改變紅點(diǎn)的方向?yàn)閷?duì)方黑點(diǎn)讓路，或者等待黑點(diǎn)改變方向?yàn)槠渥屄贰１辉嚨娜蝿?wù)是引導(dǎo)紅點(diǎn)向邊框上的出口靠近，當(dāng)其向出口靠近到一定程度（約為2個(gè)紅點(diǎn)直徑的距離）后，即視為完成疏散任務(wù)。之所以將靠近出口而不是從出口走出作為完成疏散的指標(biāo)，是為了防止過(guò)于嚴(yán)格的出口條件導(dǎo)致出口處的擁堵，進(jìn)而使得演練無(wú)法正常進(jìn)行。

2.1.2 系統(tǒng)框圖

整個(gè)疏散演練系統(tǒng)由服務(wù)器端和客戶端組成。服務(wù)器端的功能是：控制疏散環(huán)境的參數(shù)，控制疏散演練的過(guò)程，實(shí)時(shí)接收并廣播客戶端傳來(lái)的位置坐標(biāo)信息等。客戶端的功能是：繪制疏散場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互等。疏散環(huán)境允許最多60名被試同時(shí)進(jìn)入，系統(tǒng)框圖如圖3所示。

2.1.3 操作方式

被試進(jìn)入系統(tǒng)后可以在初始界面選擇“單人練習(xí)”或“多人演練”。單人練習(xí)環(huán)境供被試熟悉疏散場(chǎng)地和操作方法，正式的疏散演練在多人演練環(huán)境中進(jìn)行。被試進(jìn)入多人演練環(huán)境后，看到的交互界面如圖4所示。

4 討論

4.1 視野范圍和緊急程度對(duì)從眾行為的影響

本研究結(jié)果表明，高緊急程度條件下，大視野范圍組的從眾指數(shù)非常顯著的大于小視野范圍組：低緊急程度條件下，小視野范圍組的從眾指數(shù)與大視野范圍組之間沒(méi)有顯著差異。研究假設(shè)1得到支持。考慮到視野范圍的主效應(yīng)非常顯著，而且在真實(shí)疏散情境中，緊急程度一般都處于較高水平，可以認(rèn)為視野范圍對(duì)從眾行為有顯著的影響。這一結(jié)果與社會(huì)心理學(xué)的相關(guān)理論是一致的：從眾行為會(huì)受群體規(guī)模的影響，群體規(guī)模越大，越容易出現(xiàn)從眾行為（Franzoi，2009；Asch，1955）。本研究中的視野范圍越大，個(gè)體在其視野范圍內(nèi)看到的其他個(gè)體數(shù)量也多，這一部分群體的規(guī)模大小會(huì)影響該個(gè)體的從眾程度。對(duì)這一影響產(chǎn)生的原因進(jìn)行具體分析：由于每個(gè)個(gè)體的初始位置是隨機(jī)分配的，有一些個(gè)體在初始時(shí)刻就能看到出口所在位置（稱(chēng)這一部分個(gè)體為全知個(gè)體）。全知個(gè)體的行動(dòng)方向始終是朝向出口的，他們組成的群體（全知群體）表現(xiàn)出明確的行動(dòng)趨勢(shì)。如果某個(gè)非全知個(gè)體視野范圍較大，他能看到的其他個(gè)體的數(shù)量就較多，也就容易辨識(shí)出全知群體的行動(dòng)趨勢(shì)，進(jìn)而選擇從眾的可能性較大：如果視野范圍較小，辨識(shí)出全知群體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的難度就較大，從眾的可能性就較小。這一結(jié)果與Pan等人（2006）的研究發(fā)現(xiàn)很不相同。他們認(rèn)為疏散情境中的可用信息越少，人們就越容易從眾。在本研究的情境中，視野范圍越小，來(lái)自其他個(gè)體的信息就越少，但是從眾程度不會(huì)隨視野范圍的減小而提高。本文認(rèn)為，被試從環(huán)境中獲取的信息減少更有利于他們根據(jù)理性的判斷采取行動(dòng)（Dijksterhuis，Bos，Nordgren，& Baaren，2006），而不是盲目從眾。

4.2 從眾行為的中介作用

本文發(fā)現(xiàn)，視野范圍和緊急程度對(duì)疏散效率有顯著影響，同時(shí)，視野范圍也通過(guò)從眾行為影響疏散效率，但緊急程度不通過(guò)從眾行為影響疏散效率。說(shuō)明，從眾行為具有不完全中介作用，研究假設(shè)2得到部分支持。從眾行為的部分中介作用說(shuō)明，從眾行為的程度會(huì)對(duì)疏散效率產(chǎn)生一定影響。這與以往研究的結(jié)果是基本一致的：Helbing、楊立中和崔喜紅等人的研究表明，當(dāng)從眾程度較低時(shí)，與疏散效率成正相關(guān)：當(dāng)從眾程度較高時(shí)，與疏散效率成負(fù)相關(guān)：當(dāng)從眾程度適中，不過(guò)高也不過(guò)低時(shí)，疏散效率有最佳值（Helbing，et al，2000；Yang，et al，2005；崔喜紅，2005）。但是本研究的結(jié)果與以往研究也有所不同：從眾程度與疏散效率始終保持正相關(guān)。產(chǎn)生這一差異的原因是：本研究考察的從眾行為是被試白發(fā)產(chǎn)生的，而非人為控制的，所以其程度處在比較合理的范圍內(nèi)，極端情況較少，在這段范圍內(nèi)從眾行為都是有利于完成疏散的。視野范圍直接影響疏散效率的主要原因是：視野范圍較大時(shí)，全知個(gè)體的數(shù)量較多，他們可以看到出口位置，所以他們的疏散效率很高，從而提高了平均疏散效率：視野范圍較小時(shí)，全知個(gè)體的數(shù)量較少，使得平均疏散效率降低。緊急程度影響疏散效率的主要原因是：當(dāng)緊急程度較高時(shí)，個(gè)體為了在限定時(shí)間內(nèi)盡快找到出口，會(huì)盡量沿著直線行動(dòng)，并避免漫無(wú)目的的探索或走多余的曲線路徑，這樣的行動(dòng)方式是有助于提高疏散效率的。

4.3 研究貢獻(xiàn)和局限

本研究的主要理論貢獻(xiàn)是，通過(guò)研究視野范圍和緊急程度對(duì)從眾行為的影響，指出了以往建模研究中存在的對(duì)從眾行為過(guò)度簡(jiǎn)化的不妥之處，彌補(bǔ)了疏散研究中對(duì)從眾行為影響認(rèn)識(shí)的某些不足。我們的研究結(jié)論為疏散模型朝更加精細(xì)化的方向改進(jìn)提供了一定的建議：在模型中增加探測(cè)視野范圍大小的功能，以及感知情境緊急程度的功能，以便模型動(dòng)態(tài)地調(diào)整疏散個(gè)體的從眾程度，從而更好地符合真實(shí)疏散情境。同時(shí)本研究探討了從眾行為存視野范圍、緊急程度與疏散效率關(guān)系中的中介作用，為更加系統(tǒng)、完整地理解從眾行為在疏散過(guò)程中的作用提供了新的視角。本研究的主要實(shí)踐貢獻(xiàn)是，為緊急疏散發(fā)生時(shí)的疏導(dǎo)和救援工作提供具有個(gè)體針對(duì)性的指導(dǎo)，對(duì)突發(fā)事件的預(yù)防和安全教育也有一定的實(shí)踐意義。

本研究的主要局限：第一，模擬疏散演練的疏散場(chǎng)地在二維平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)，無(wú)法營(yíng)造更復(fù)雜和更真實(shí)的緊急疏散情境。雖然大量相關(guān)研究證明指導(dǎo)語(yǔ)對(duì)逃生應(yīng)激反應(yīng)啟動(dòng)的有效性（例如：Rottenberg，Ray，& Gross，et al.，2007；李虹等，2013；陳石，2013），以及模擬疏散演練對(duì)人員逃生行為研究的可行性（Nakanishi，2004；王慶嬌等。2003；張培紅等，2002），本文認(rèn)為在技術(shù)手段上仍然有改進(jìn)余地，例如：可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)三維立體逃生情境等；第二，對(duì)視野范圍和緊急程度只設(shè)立了“大、小”和“高、低”兩個(gè)水平，有可能造成結(jié)論的不全面，今后研究中應(yīng)該增加“中”等水平，以使觀察范圍更具連續(xù)性。

5 結(jié)論

本研究的主要結(jié)論：第一，視野范圍和緊急程度會(huì)影響從眾行為，視野范圍越大緊急程度越高，從眾傾向越明顯：第二，從眾行為對(duì)視野范圍與疏散效率之間的關(guān)系具有不完全中介作用，對(duì)緊急程度和疏散效率之間的關(guān)系不存在中介作用。