徐炀　李虹

摘要 采用人机交互环境下的模拟技术为虚拟逃生疏散效率研究提供新的证据。具体探讨视野范围和紧急程度对疏散效率的影响，并进一步探讨从众行为对上述关系的中介作用。在自己搭建的基于计算机局域网的模拟疏散演练环境中，采用多名被试（最多可以60名）同时参与模拟疏散演练的手段进行实验。主要结果：（1）视野范围越大，从众程度越高；（2）在小视野范围条件下，紧急程度越高，从众程度越低；（3）在大视野范围条件下，紧急程度对从众程度没有显著影响。结论：（1）视野范围和紧急程度会影响从众行为，视野范围越大紧急程度越高，从众倾向越明显：（2）从众行为对视野范围与疏散效率之间的关系具有不完全中介作用，对紧急程度和疏散效率之间的关系不存在中介作用。

关键词 从众行为，疏散效率，视野范围，紧急程度，模拟疏散。

分类号 B844

1 问题提出

突发危急事件发生时。聚集在公共场所的大量人员的疏散问题，是制定公共场所应急预案时必须考虑的重要内容（李强，崔喜红，陈晋，2006）。研究人员的疏散特点和疏散的影响因素。能够为火灾等突发危急事件的预防、疏散、救援等工作提供有效的指导和帮助。但是，对相关文献的检索发现，迄今为止涉及人员疏散效率以及影响因素的心理学研究仍然非常少（Heliovaara，Kuusinen，Rinne，Korhonen，& Ehtamo，2012），远未形成体系。

在有关疏散效率的影响因素研究中。主要涉及到的因素有：视野范围和紧急程度（Galea，Finney。Dixon，Siddiqui，&Cooney，2006；Galea，Filippidis，Wang，Lawrence，&Ewer，2011；Muir&C0bbett，1995；Drury，et al.，2009；Was，2010）。崔喜红等人（2005）发现，疏散过程中视野范围的大小会影响疏散的时间。新加坡学者Yuan等人（2009）的研究表明，视野范围越大，个体能够看到向导的几率也越大。从而更容易找到出口。杨立中等人（2005）使用元胞自动机模型研究室内人员的火场疏散时，发现在加入火情危险度因素，使得紧急程度提高之后，疏散结果会发生显著变化。然而，有关视野范围和紧急程度如何共同影响疏散效率的研究却很少（Galea，et al.，2006）。

除了视野范围和紧急程度，从众行为是人员疏散研究中最常被关注的因素。从众是疏散过程中普遍存在的现象，从众行为是指人们在高度紧急的疏散情境中倾向于盲目跟随周围人的行动方向（Keating，1982）。德国学者Helbing等人（2000）在他们提出的社会力模型中使用“恐慌参数P_i的”描述疏散过程中从众的程度（P_i的含义是个体的方向与周围人员的平均方向的符合度）。他们发现：从众程度过高或过低时，疏散效率较低，从众程度适中时，疏散效率最高。崔喜红等人（2005）在元胞自动机模型中使用方向吸引力系数K_dir控制个体的从众行为（K_dir的含义是个体的方向与周围大多数人方向的符合度），他们发现：当K_dir小于某个临界值时，从众行为对疏散效率的影响不大，当K_dir大于该临界值时，从众行为会使疏散效率显著降低。杨立中等人（2005）在研究亲属吸引力（kinattraction）对疏散行为的影响时发现，从众行为对疏散效率不一定是有害的，因为适度的从众行为起到了信息传播的作用，能够避免人员盲目行走，只有当从众行为特别严重时，才会影响到整体的疏散效率。Heliovaara（2012）等人的研究发现，当尝试自己寻找出口时明显比与大家一起逃离所需时间更少。那么，人们在什么情况下会倾向于选择自己逃离，又在什么情况下倾向于从众？视野范围和紧急程度与从众行为之间的关系是怎样的？笔者发现了一些相关研究报告。例如，个体的从众行为会受到其所处群体规模大小的影响，随着群体规模的增加，成员的从众行为也会随之增加（Franzoi，2009；Asch，1955）；也有研究报告，当情况危急时，人们更有可能发生从众行为（Aronson，2005）。但是，有关从众行为与视野范围和紧急程度是怎样共同影响疏散效率的研究非常少。

同时也发现，在现有的为数不多的有关视野范围、紧急程度和从众行为对疏散效率影响的研究中尚存在亟待解决的问题，其中一个重要问题是：迄今为止的计算机建模研究大都使用粒子运动来模拟人类的疏散行为，通过人为手段（如设置模型的参数）来控制粒子的从众程度，忽略了疏散过程中可能会影响从众行为的内外在因素，例如，在Helbing等人（2000）的社会力模型和崔喜红等人（2005）使用的元胞自动机模型中，都是将从众行为作为自变量，通过改变参数（如P_i，K_dir出等）的大小来控制从众程度，并且一旦参数设定完毕，整个疏散过程中的从众程度就不再变化。这种操作方式是过于简化的甚至是错误的（Pan，Han，Dauber，& Law，2006；Kuligowski，2009），导致了建模研究的结果与真实疏散结果之间存在较大差距（Still，2000），对制定实际疏散策略的参考价值并不大（Kuligowski，2009）。

鉴于此，本研究将以往的人为控制粒子从众程度，改变为加入视野范围和紧急程度两个重要参数，考察在视野范围和紧急程度变化条件下的从众行为，并进而探讨对疏散效率的影响。这样的改变不仅有助于提高模拟疏散演练*实验的生态效度，同时也将视野范围、紧急程度以及从众行为有机整合在疏散效率研究的大框架下。具体研究问题是：第一，视野范围和紧急程度在模拟疏散演练环境下是否会影响以及怎样影响从众行为？第二，视野范围和紧急程度是否通过从众行为进而影响疏散效率？

关于视野范围和紧急程度是否影响以及怎样影响从众行为的问题，社会心理学的相关研究结果表明，从众行为受群体规模的影响，群体规模越大，越容易从众行为（Franzoi，2009；Asch，1955）：从环境中获取的信息减少则趋向于理性决策（Diiksterhuis，Bos，Nordgren，& Baaren，2006）。同时，Altshuler等人（2005）发现，逃生情境越紧急，蚁群的从众行为越明显。当处于危急时刻，人们更有可能产生从众行为（Aronson，2005；Franzoi，2009）。本文认为，只有呈现在逃生者视野范围内的群体规模才可能影响逃生行为。据此，提出：

假设1：在模拟疏散演练环境下，视野范围越大紧急程度越高越倾向于从众。

关于视野范围和紧急程度是否通过从众行为进而影响疏散效率的问题，如前所述，视野范围和紧急程度都可能影响从众行为。同时，其他研究表明（Helbing et al.，2000；杨立中等，2005；崔喜红等。2005），从众程度较高时，疏散效率较低：从众程度适中时的疏散效率最高。据此，提出：

假设2：在模拟疏散演练环境下，视野范围和紧急程度还可能通过从众行为进而影响疏散效率，

本研究各变量之间的关系如图1所示：

2 研究方法

2.1 模拟疏散演练环境的设计

2.1.1 基本视图

本研究使用计算机编程语言搭建了一个基于计算机局域网的模拟疏散演练系统，该系统允许多名被试在不同的终端上同时接人，并向接入的被试提供一个进行疏散演练的虚拟环境。在该虚拟环境中，每个被试可以通过鼠标控制一个“虚拟人”在一定大小的场地内移动，并能够通过有限的视野范同观察到一部分其他被试，基本视图如图2所示。

图中的红色小点代表当前被试控制的虚拟人，黑色小点代表其他被试控制的虚拟人。被试用鼠标点击任何一处空白位置，红点就会以一定速度向该位置移动。红点在移动过程中如果与其他黑点发生位置冲突就会停止运动，直至被试改变红点的方向为对方黑点让路，或者等待黑点改变方向为其让路。被试的任务是引导红点向边框上的出口靠近，当其向出口靠近到一定程度（约为2个红点直径的距离）后，即视为完成疏散任务。之所以将靠近出口而不是从出口走出作为完成疏散的指标，是为了防止过于严格的出口条件导致出口处的拥堵，进而使得演练无法正常进行。

2.1.2 系统框图

整个疏散演练系统由服务器端和客户端组成。服务器端的功能是：控制疏散环境的参数，控制疏散演练的过程，实时接收并广播客户端传来的位置坐标信息等。客户端的功能是：绘制疏散场景，实现人机交互等。疏散环境允许最多60名被试同时进入，系统框图如图3所示。

2.1.3 操作方式

被试进入系统后可以在初始界面选择“单人练习”或“多人演练”。单人练习环境供被试熟悉疏散场地和操作方法，正式的疏散演练在多人演练环境中进行。被试进入多人演练环境后，看到的交互界面如图4所示。

4 讨论

4.1 视野范围和紧急程度对从众行为的影响

本研究结果表明，高紧急程度条件下，大视野范围组的从众指数非常显著的大于小视野范围组：低紧急程度条件下，小视野范围组的从众指数与大视野范围组之间没有显著差异。研究假设1得到支持。考虑到视野范围的主效应非常显著，而且在真实疏散情境中，紧急程度一般都处于较高水平，可以认为视野范围对从众行为有显著的影响。这一结果与社会心理学的相关理论是一致的：从众行为会受群体规模的影响，群体规模越大，越容易出现从众行为（Franzoi，2009；Asch，1955）。本研究中的视野范围越大，个体在其视野范围内看到的其他个体数量也多，这一部分群体的规模大小会影响该个体的从众程度。对这一影响产生的原因进行具体分析：由于每个个体的初始位置是随机分配的，有一些个体在初始时刻就能看到出口所在位置（称这一部分个体为全知个体）。全知个体的行动方向始终是朝向出口的，他们组成的群体（全知群体）表现出明确的行动趋势。如果某个非全知个体视野范围较大，他能看到的其他个体的数量就较多，也就容易辨识出全知群体的行动趋势，进而选择从众的可能性较大：如果视野范围较小，辨识出全知群体的运动趋势的难度就较大，从众的可能性就较小。这一结果与Pan等人（2006）的研究发现很不相同。他们认为疏散情境中的可用信息越少，人们就越容易从众。在本研究的情境中，视野范围越小，来自其他个体的信息就越少，但是从众程度不会随视野范围的减小而提高。本文认为，被试从环境中获取的信息减少更有利于他们根据理性的判断采取行动（Dijksterhuis，Bos，Nordgren，& Baaren，2006），而不是盲目从众。

4.2 从众行为的中介作用

本文发现，视野范围和紧急程度对疏散效率有显著影响，同时，视野范围也通过从众行为影响疏散效率，但紧急程度不通过从众行为影响疏散效率。说明，从众行为具有不完全中介作用，研究假设2得到部分支持。从众行为的部分中介作用说明，从众行为的程度会对疏散效率产生一定影响。这与以往研究的结果是基本一致的：Helbing、杨立中和崔喜红等人的研究表明，当从众程度较低时，与疏散效率成正相关：当从众程度较高时，与疏散效率成负相关：当从众程度适中，不过高也不过低时，疏散效率有最佳值（Helbing，et al，2000；Yang，et al，2005；崔喜红，2005）。但是本研究的结果与以往研究也有所不同：从众程度与疏散效率始终保持正相关。产生这一差异的原因是：本研究考察的从众行为是被试白发产生的，而非人为控制的，所以其程度处在比较合理的范围内，极端情况较少，在这段范围内从众行为都是有利于完成疏散的。视野范围直接影响疏散效率的主要原因是：视野范围较大时，全知个体的数量较多，他们可以看到出口位置，所以他们的疏散效率很高，从而提高了平均疏散效率：视野范围较小时，全知个体的数量较少，使得平均疏散效率降低。紧急程度影响疏散效率的主要原因是：当紧急程度较高时，个体为了在限定时间内尽快找到出口，会尽量沿着直线行动，并避免漫无目的的探索或走多余的曲线路径，这样的行动方式是有助于提高疏散效率的。

4.3 研究贡献和局限

本研究的主要理论贡献是，通过研究视野范围和紧急程度对从众行为的影响，指出了以往建模研究中存在的对从众行为过度简化的不妥之处，弥补了疏散研究中对从众行为影响认识的某些不足。我们的研究结论为疏散模型朝更加精细化的方向改进提供了一定的建议：在模型中增加探测视野范围大小的功能，以及感知情境紧急程度的功能，以便模型动态地调整疏散个体的从众程度，从而更好地符合真实疏散情境。同时本研究探讨了从众行为存视野范围、紧急程度与疏散效率关系中的中介作用，为更加系统、完整地理解从众行为在疏散过程中的作用提供了新的视角。本研究的主要实践贡献是，为紧急疏散发生时的疏导和救援工作提供具有个体针对性的指导，对突发事件的预防和安全教育也有一定的实践意义。

本研究的主要局限：第一，模拟疏散演练的疏散场地在二维平面内实现，无法营造更复杂和更真实的紧急疏散情境。虽然大量相关研究证明指导语对逃生应激反应启动的有效性（例如：Rottenberg，Ray，& Gross，et al.，2007；李虹等，2013；陈石，2013），以及模拟疏散演练对人员逃生行为研究的可行性（Nakanishi，2004；王庆娇等。2003；张培红等，2002），本文认为在技术手段上仍然有改进余地，例如：可以进一步设计三维立体逃生情境等；第二，对视野范围和紧急程度只设立了“大、小”和“高、低”两个水平，有可能造成结论的不全面，今后研究中应该增加“中”等水平，以使观察范围更具连续性。

5 结论

本研究的主要结论：第一，视野范围和紧急程度会影响从众行为，视野范围越大紧急程度越高，从众倾向越明显：第二，从众行为对视野范围与疏散效率之间的关系具有不完全中介作用，对紧急程度和疏散效率之间的关系不存在中介作用。