王世通杨艳红

（1天津城建大学经济与管理学院，300384，天津；2.天津城建大学建筑学院，300384，天津∥第一作者，讲师）

基于多项Logistic回归的地铁应急疏散行为影响因素分析*

王世通1杨艳红2

（1天津城建大学经济与管理学院，300384，天津；2.天津城建大学建筑学院，300384，天津∥第一作者，讲师）

地铁中突发事件下乘客的行为对安全疏散具有重要影响。从个体角度对影响人群应急疏散的因素总结为性别、年龄、教育程度、性格类型、环境熟悉程度、乘车频率、是否经历过地铁紧急疏散训练、获得过地铁安全方面知识的程度8个方面，构建了多项Logistic回归模型，并进行检验和预测。结果显示，教育程度和性格对应急疏散行为影响显著。同时分析了不同性格、教育程度的人群在应急疏散行为方面的差异。最后根据研究结果提出了应急疏散的建议。

应急疏散行为；多项Logisitic回归；影响因素

First-author'saddressSchool of Economics and Management，Tianjin ChengJian University，300384，Tianjin，China

0 前言

应急疏散是应对大型突发灾难性事件，防止和减少人员伤亡的重要措施。地铁作为城市公共交通中的重要工具，其自身具有运量大、安全性高、准时性好等诸多优点吸引了越来越多居民的乘坐。地铁车站是地铁系统的基本单位，大量乘客在此聚集、中转和疏散，流动量非常大。其本身又是一个相对封闭的系统，一旦发生火灾、水灾、大客流、运营中断等突发事件，乘客疏散将非常困难，造成后果也很严重。因此，研究地铁车站人群的应急疏散有着重要意义。

人员疏散过程实质是人们在特定环境和情况下对外界情况做出的一种本能反应。这种反应与建筑物的结构和用途相关，还与个体的心理、行为因素和自身条件等都有着密切关系。现阶段针对人员疏散研究主要包括疏散人员个体及群体疏散行为特征研究，以及突发事件下人员疏散计算模型研究。2002年美国学者Bryan分析了不同性别人员在火灾下第一反应的差异［1］；英国的Melink和Booth，日本的Togawa等在大量观测的基础上，分别给出了计算人员疏散时间的经验公式［2］。这些研究为国内的学者研究人群疏散提供了一定借鉴意义。国内学者对人员疏散的研究起步较晚，但是也取得了一定成就。这些研究工作主要集中在三个方面：①关于人员基本特征的研究。例如文献［3］通过对地铁车站常态下出入客流进行实地录像观测，统计分析了地铁出行乘客性别、年龄、步行速度等人员基本行为特征［3］。②关于人群疏散时间和群体运动规律的研究。比如文献［4］在大学校园等环境中对人员流动

状态进行了实际观测，总结分析了时间压力下，在平直通道、90°弯道以及下楼梯时不同环境下，人员流动速度与群集人员密度的关系；③关于紧急事件中人员的心理行为反应。如：文献［5］通过疏散试验和调查，研究了紧急情况下疏散人员路径选择、疏散时间、人员通过房间出口和楼梯疏散的运动规律，并利用采集到的人员疏散行为数据对经验公式和疏散模型进行了验证和参数标定；文献［6］将轨道交通车站应急疏散乘客心理行为影响因素概括为环境信息、引导信息、受度信息及乘客基础信息等四个方面［6］。

国内外的学者分别从疏散模型和疏散影响因素等方面作了大量的研究工作，但是国内针对地铁乘客应急疏散行为特征的研究较少且缺乏系统性［7］。因此，开展针对我国人群疏散行为特征的调查及相关数据采集和分析工作十分重要。本文根据应急疏散的本质和规律，结合已有的研究成果，对天津市700位地铁出行乘客进行了问卷调查，分析了不同性别、年龄、学历等方面乘客在疏散行为特征方面存在的差异性；进而采用多项Logistic回归模型分析不同特征人群疏散行为特征的差异化程度，并进行预测。期望这一研究可为地铁人群疏散的模型修正提供一定理论依据。

1 调查问卷的设计和样本数据特征分析

当地铁内发生突发事件（火灾、停电等应急情况）时，对地铁内人群进行疏散时的第一反应（Y），问卷分别设计了4种选项：看周围人的反应（Y1）、不知所措（Y2）、自己判断（Y3）、向工作人员询问（Y4）。这四类反应代表不同的人群，分别为从众心理人群、慌乱人群、有一定经验判断能力人群，属于遇到事情比较冷静的理智人群。

在对已有的文献进行总结，并进行相关访谈的基础上，从人群个体出发，总结影响人群疏散主要有以下因素：性别（X1）、年龄（X2）、受教育程度（X3）、性格类型（X4）、环境熟悉程度（X5）、乘车频率（X6）、是否经历过地铁紧急疏散训练（X7）、获得过地铁安全方面的知识的程度（X8），并根据研究假设设计相应调查问卷。

2013年6月至7月，在天津市地铁1、2、3号线随机发放问卷750份，回收有效问卷725份；剔除无效问卷25份，共收集合格问卷700份，回收有效率为96.67%，问卷合格率为96.55%。问卷的数据特征分析如下：①男性样本数381个，女性样本数319个，分别占总人数54.4%和45.6%，表明调查地铁出行乘客的男女比例基本相当。②18～40岁年龄段人群558人，占整个调查群体中的79.7%；大学（本科、专科）文化程度人群483人，占69.0%。说明绝大多数乘客具有一定学历，且年龄比较年轻，能在突发事件下做出较快的反应。③性格为内倾型（内向型）、外倾型（外向型）、内外兼有人群分别占23.0%、34.6%、42.4%。说明各类人群适中，具有一定代表性。④地铁环境熟悉程度为一般的人群占有一半以上比例（52.1%），较熟悉的人群占到三分之一多（33.6%）。说明大多数人群不太了解地铁环境。⑤从乘车频率来看，接近三分之一的人群是偶尔或者有时乘坐地铁。⑥91.4%的人群没有经历过地铁的疏散训练，说明天津市地铁在这方面所做的工作有所欠缺。⑦接近四分之一（23.9%）的人群从不同的媒体或媒介得到过地铁安全相关的知识。

2 多类别Logistic回归模型建立

2.1 模型选择

由于本研究中的Y（选项）没有顺序，并且是多个水平，因此采用无序多分类Logistic回归模型进行分析。无序多分类Logistic回归模型是一种用于分析无序多分类情况因变量（或者被解释变量）与自变量（解释变量）之间关系的多元统计分析方法［8］。通常假定因变量Y具有m个取值水平，选定第i（i∈（1，2，…，n））个水平为参照水平，πj表示取值水平为j（j∈（1，2，…，i-1，i+1，…，n））时的条件概率，则多分类Logistic回归模型为：

式中：

xk——模型中的自变量；

k——自变量的个数；

2.2 模型分析

在700个样本中，乘客遇到紧急疏散时，选择看周围人反应（Y1）共146人，占总人数的20.9%；选择不知所措（Y2）的共109人，占总人数的15.6%；而选择自己判断（Y3）的人共252人，占总人数的36.0%；剩余的向工作人员询问（Y4）的共193人，占总人数的27.6%。这些数据从侧面反映在进行疏散的时候较多的人会介于自己判断和向工作人员询问，五分之一左右的人群会有从众心理，不到七分之一的人群会出现慌乱的行为。

依据研究设计，将Y作为因变量，性别等8个变量作为影响因素，即自变量。采用SPSS22.0对相关自变量和因变量采取向前逐步多项Logistic回归分析。回归分析结果如表1所示。

表1 多项Logistic回归分析结果

由表1的Logistic回归模型可以看出，性格和教育程度对人群的疏散行为具有显著的影响，其他影响因素统计学意义上不显著。对每种模型进行详细分析如下。

（1）在“看周围人的反应”模型中，性格的参照类别是内外兼有，回归系数为正，且性格内倾和外倾回归系数的统计检验十分显著。这说明性格内倾和外倾的人群比性格内外兼有人群更容易看周围人群的反应，即更容易产生从众心理。exp（B）的数值表示，在其他因素相同条件下，性格内倾和外倾的人群选择“看周围人反应”的概率与选择“向工作人员询问”的概率之比，是性格内外兼有人群这一比值的1.858和2.303倍。同时，学历的参照类别是研究生以上，回归系数为正，说明表示学历正向影响人们选择“看周围人反应”的概率。具体而言，初中及以下文化程度的乘客“看周围人反应”的发生比，是研究生及以上文化程度的1.602倍，高中或中专文化程度的这一比例为5.506，大学（本科、专科）文化程度的这一比例为1.743倍。即同等条件下，初中及以下、大学（本科、专科）文化程度人群比研究生及以上文化程度人群易于产生从众行为，而高中或中专学历人群产生从众行为的概率更大。

（2）在“不知所措”模型中，性格的参照类别是内外兼有，回归系数为正，且性格内倾和外倾的回归系数的统计检验十分显著。这说明性格内倾和外倾的人群比性格内外兼有人群更容易看周围人群的反应，即更容易产生慌乱行为。exp（B）的数值表示，在其他因素相同条件下，性格内倾和外倾的人群选择“不知所措”的概率与选择“向工作人员询问”的概率之比，是性格内外兼有人群这一比值的2.405和4.140倍。同时，学历的参照类别是研究生以上，初中及以下、高中或中专的回归系数为正。这说明，表示高中或中专以下学历人群随着学历增加选择“不知所措”的概率也增加，而大学（本科、专科）的回归系数为负（-0.003），且exp（B）为0.997，接近于1。这说明大学学历和研究生及以上学历人群选择的概率接近。具体而言，初中及以下文化程度的乘客“不知所措”的发生比是研究生及其以上文化程度的1.158倍，高中或中专的这一比例为6.159倍。即在同等条件下，初中及以下、高中或中专学历人群比研究生及以上学历人群易于产生慌乱行为，而大学学历人群和研究生及以上学历人群此概率接近。

（3）在“自己判断”模型中，性格的参照类别是内外兼有，回归系数为正，但是性格内倾和外倾回归系数的统计检验不显著。这说明性格内倾和外倾的

人群和性格内外兼有人群没有显著的差别。exp（B）的数值表示，在其他因素相同条件下，性格内倾和外倾的人群选择“不知所措”的概率与选择“向工作人员询问”的概率之比，是性格内外兼有人群这一比值的1.015和1.248倍。同时，学历的参照类别是研究生及以上，初中及以下、高中或中专、大学（本科、专科）的回归系数统计不显著。这说明四类人群选择“自己判断”的概率差别不大。

2.3 模型检验

对本模型进行拟合优度检验。伪决定系数是判断模型效果的指标之一。本模型中考克斯-斯奈尔、Nagelkerke两种伪决定系数，分别是0.113、0.122，它们从不同角度反映了当前模型中自变量解释了反应变量的变异占反应变量总变异的比例。

由于模型中自变量较多，自变量各水平组合的实际观察频数为0的比例较大。而Deviance拟合优度的缺点是对于自变量取值水平组合的实际观察频数为0的比例非常敏感。如果上述比例过高，拟合优度的统计量不一定仍服从卡方分布，因而基于卡方分布计算的p值也不太可信［8］。相比之下，似然比卡方检验要稳健得多，因此采用似然比卡方检验。检验结果如表2所示。

表2 模型似然比卡方检验

从表2可以看出，自变量“教育程度”和“性格”的似然比卡方统计检验显著，说明教育程度和性格对因变量有显著影响，其他自变量对因变量没有显著影响。这一点与上面的模型一致，因此提出的模型有一定的现实意义。

2.4 模型预测

对提出的模型进行预测，根据表1的数据和式（1）可以得出最终Logistic回归模型为：

3 结语

（1）对地铁乘客在紧急情况下进行疏散的行为特征进行了分析和预测。首先对已有的成果进行梳理，总结了关于人群疏散研究的3个方向：人员基本特征研究、人群疏散时间和群体运动规律的研究、紧急事件中人员的心理行为反应分析。

（2）在已有文献和访谈的基础之上设计了地铁人群疏散的行为调查问卷，把疏散过程中的人群分为从众人群、慌乱人群、有一定经验能较好判断人群、理智人群四类，对影响四类人群疏散效率的因素总结为性别、年龄等8个因素，并进行问卷调查。

（3）根据自变量和因变量性质建立多分类Logistic回归模型。结果显示：影响人群疏散的显著因素为性格和教育程度。在其他条件相同的情况下，①性格外向型和内向型的人群比性格内外兼有的人群更易出现从众行为，同时，初中及以下、大学（本科、专科）学历人群比研究生学历人群易于产生从众行为，而高中或中专学历人群产生从众行为的概率更大；②内倾和外倾的人群比性格内外兼有人群更易产生慌乱行为，同时高中或中专以下学历人群随着学历增加出现慌乱的概率变大，而大学以上学历的人群此类情况变小，根源在于这类人群受过一定的教育有一定相关经验；③性格和学历对人群独立判断能力方面没有显著差别，可能的原因在于问卷中学历为大学的人群接近80%，而其他的群体数据较少造成的结果。

（4）对提出的模型进行似然比卡方检验和预测，结果显示提出的模型拟合优度较好，预测效果也较好，可以通过此模型对人群疏散效率等方面提供借鉴意义。由于地铁的特定环境限制，人群疏散过程是一个复杂的系统工程，除了受个体因素之外还受到地铁环境、应急情况类型等其他因素影响，这些也成后续研究的重点。

［1］ Bryan J L.Behavioral response to fire and smoke［J］.SFPE Handbook of Fire Protection Engineering.2002（2）：42.

［2］ Melinek S，Booth S.An analysis of evacuation times and the movement of crowds in buildings［M］.Building Research Establishment，1975.

［3］ 王驰.某地铁站火灾情况下人员安全疏散研究［D］.北京：北京交通大学，2007.

［4］ 张培红，鲁韬，陈宝智，等.时间压力下人员流动状态的观测和分析［J］.人类工效学，2005，11（1）：8.

［5］ 李晓萌.人员疏散行为的实验研究［D］：北京：清华大学，2008.

［6］ 李逊，洪玲，徐瑞华.轨道交通车站应急疏散乘客心理行为影响因素分析［J］.城市轨道交通研究，2012，15（4）：54.

［7］ 郭雩，何理，石杰红，等.地铁不同人群疏散行为特征调查问卷研究［J］.中国安全生产科学技术，2012，（4）：183.

［8］ 张文彤，董伟.SPSS统计分析高级教程［M］.2版.北京：高等教育出版社，2013.

Influential Factors of Passenger Behavior in Subway Emergency Evacuation Based on Multinomial Logistic Regression

Wang Shitong，Yang Yanhong

In subway emergencies，passengers'behavior has big impact on the safe evacuation.From the perspective of individuals，8 factors from the aspectsof sex，age，education background，personal character，environment identification，frequency boading on subway，experience of emergency evacuation，the degree of safety knowledge are summarized，a multinomial Logistic regression model is built，tested and predicted.The results show that the education background and personal character have a significant effect on the emergency evacuation behavior.At the same time，the diviation of different character types and education levels of crowds are analyzed，which provides some suggestion for metro emergency evacuation.

emergency evacuation；multinomial Logistic regression；influential factors

U 298.6

2013-11-04）

*教育部人文社会科学研究青年基金项目资助（项目号12YJCZH249）；天津市自然科学基金一般项目（项目号12JCYBJC14400）