• 基于眼動信號的應急避難標識評價思考

    論文價格:150元/篇 論文用途:碩士畢業論文 Master Thesis 編輯:碩博論文網 點擊次數:
    論文字數:52485 論文編號:sb2022080916025249244 日期:2022-09-02 來源:碩博論文網

    本文是一篇工程碩士論文,本研究通過灰色關聯度法和距離綜合評價法對被試在尋路特征方面進行分析,并根據尋路過程中出現猶豫、折返行為的現象對各關鍵節點進行總結分析;通過尋路過程中所采集到的眼動數據,分析不同場景中被試的視覺注意力分布情況,進而對應急避難標識進行評價研究。
    1 緒論
    1.1 研究背景
    隨著城鎮規模的擴大,人口的聚集和環境的不斷惡化,自然災害及重大安全事故頻發,造成了巨大的人員傷亡和財產損失。據國家應急管理部,國家減災委辦公室統計數據[1]顯示,2019年全國各類自然災害共造成1.3億人次受災,909人死亡失蹤,528.6萬人次緊急轉移安置;2020年全年各種自然災害共造成1.38億人次受災,591人死亡失蹤,589.1萬人次緊急轉移安置;直接經濟損失3701.5億元;2021年全年各種自然災害共造成1.07億人次受災,867人死亡失蹤,573.8萬人緊急轉移安置;直接經濟損失3340.2億元。從近三年應急管理部統計的自然災害數據來看,我國受災人數巨大,緊急轉移安置人員數量一直居高不下。應急避難場所可用于災難發生時的應急疏散以及緊急事件的臨時安置,可以有效地防止受災人員受到二次傷害。但已有學者發現存在應急避難場所內的標識系統不標準,標識存在識別性低、指向性差等問題[2],因此對應急避難場所標識的合理性研究仍十分重要。
    應急指示標識對避難場所的建設具有重要作用,當災害發生時,災區人員狀況和周圍環境狀況比較復雜,并且隨時可能發生二次傷害,容易使得人們情緒緊張,行動慌亂,難以對應急避難場所的位置做出正確判斷[3],此時應急避難標識可起到很大作用,一套完善的標識體系在平時可以增強人們對避難場所的認知和了解,在災時可以引導人們快速到達安全區域,減少災害帶來的傷亡和損失。但如果配備的應急避難標識不完善,人們在選擇時可能會作出錯誤判斷從而浪費寶貴救援時間導致出現慘痛的情況[4]。而預警標識的設立可以減少在危險地段人員的傷亡,降低救援難度[5]。晉良海[6]等人認為當標識指示系統無法滿足尋路者視覺工效需求時,尋路者獲取有效的尋路信息將會變得非常困難,導致尋路效率下降,造成人群聚集甚至引發踩踏事故,如發生在跨年夜活動時的12•31上海外灘踩踏事件[7-8],很多游客市民聚集在上海外灘,導致人行通道階梯處的單向通行警戒帶被破壞,從而導致踩踏事件的發生。
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    1.2 國內外研究現狀
    目前國內外已有許多學者對應急避難標識的合理性進行研究。相較于國內對應急避難標識的研究,國外研究起步早,研究內容更為豐富。應急避難標識的研究主要為標識表現形式和有效性研究。
    1.2.1應急避難標識研究進展
    目前國內外已有許多學者對應急避難標識的合理性進行研究。相較于國內對應急避難標識的研究,國外研究起步早,研究內容更為豐富。應急避難標識的研究主要為標識表現形式和有效性研究。
    對于應急避難標識表現形式研究,國外學者Enrico Ronchi[21]等人針對可變信息標志在公路隧道緊急疏散,基于可行性理論對可變信息標識的表現形式進行設計并選取11個標識系統定性評價,對62名被試采取問卷調查測試不同變量影響,發現大尺寸面板配合閃爍燈光能更能引起注意且圖形符號比警示文字效果更好。對于應急避難標識有效性研究,Zhe Zhang[22]等人針對疏散人員引導信息需求問題,綜合撤離時人的視野、標識可視性區域、視野遮擋和基于標識的方向決策開發FESD應急引導標識系統設計模型同時開發LSCS模型使標識數量達到最少。通過與其他模型比較發現FESD可設計出最佳方案,最終使用模型模擬7種標識設計方案疏散效率,證明可用最少標識提高疏散效率。Gyu-Yeob Jeon[23]等人針對疏散標識設置和環境因素對疏散速度的影響問題,選取138名被試于商場地鐵站綜合建筑進行16項實驗,采用單因素方差分析與獨立雙樣本t檢驗分別分析環境因素和距離疏散標識距離與疏散速度關系,發現能見度差時標識周圍環境變化會影響疏散速度;能見度較好時標識的表現形式對疏散速度影響大。Kosuke Fujii[24]等人對疏散安全程序的加強進行了分析,通過測量應急標識、煙霧及照明程度對疏散人員步行速度的變化,總結出不同疏散條件下的步行速度,同時提出了性別之間存在步行速度差異的結果,最終得到較為準確的計算疏散時間的預測模型。
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    2 實驗設計及實驗過程
    2.1 實驗設計
    在實驗尋路過程中,通過采集并記錄被試者在真實場景下眼睛的各項眼動指標,進行實驗數據分析,研究居民在該地區范圍內找尋應急避難場所情況,評價該范圍內現有應急標識的合理性,再將客觀實驗數據分析與主觀問卷調查相結合,通過問詢不同被試者是否經歷過地震等突發災害或對應急避難場所了解的不同程度等方面,分析對找尋應急避難場所能力的影響情況。
    其中本次實驗范圍為北京元大都城垣遺址公園附近,作為我國第一個應急避難場所和掛應急避難場所標志牌的公園于2003年正式建成,因此作為本次實驗地點具有代表性意義。經過對周圍環境及路線考察,結合周邊現有居民樓、社區、學校等眾多設施,考慮到該區域屬于城市高密度居住區,在發生地震等突發事件時,產生的尋路行為在疏散過程中的情況可能更加復雜,具有一定代表性,因此最終將實驗起始點定為北土城西路與牡丹園中路相交位置,同時該位置東西兩側均有應急避難場所入口且距離相近,實驗終點可為應急避難場所各入口處位置,且在各入口位置均設有應急標識牌。該應急避難場所范圍及起點如圖2-1所示,圖片來源于谷歌地圖。

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    2.2 被試情況
    選取左、右裸眼視力或通過佩戴隱形眼鏡后矯正視力達到1.0及以上、聽力正常、身體健康、平時有一定鍛煉習慣、無任何疾病史,18-30歲之間在讀本科生或在讀研究生作為實驗的被試人員,并在實驗開始前保證睡眠充足。實驗開始前,告知每位被試者實驗流程及對眼動儀的使用注意事項。
    實驗測試時間在2021年3月份開始進行,截止到2021年6月,在此期間,通過提前查看天氣預報,在溫度適宜的天氣進行,實驗時間為早晨8:00~11:00、下午3:00~6:00時間段進行實驗,由于該階段太陽光線較弱不刺眼,溫度也相對適宜,可避免由客觀因素等導致最終對眼動數據采集準確性的干擾, 且在此期間,人流量活動較為頻繁,能盡可能模擬當突發事件發生時人流擁擠情況。
    實驗開始前,依次對每位被試者進行前期問卷調查,包括性別、年齡、是否經歷過如地震等真實場景下的災難事故及對應急避難場所的了解程度等,之后為被試者佩帶眼動儀,校準之后并將其帶領到實驗起點位置,如圖2-6所示,由Google Maps提供找尋范圍,被試者可通過電子導航、查詢應急標識牌、問詢他人等方式自主找尋附近應急避難場所,其中A~H分別為尋路過程中可能發現的應急標識牌擺放位置,且除標識牌A外,B~H分別被放置于各應急避難場所入口附近,每位被試者將在固定起點處自主選擇不同路徑直至找到應急避難場所即為實驗結束。
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    3 個人因素對尋路的影響及問卷分析 ................................. 19
    3.1 性別、受教育程度、目的地不同對尋路效率的影響................... 19
    3.2 性別、受教育程度、目的地不同對尋路行為的影響................... 28
    4 環境因素對尋路的影響及找尋特征分析 ............................. 41
    4.1 找尋特征分析................................................... 41
    4.2 關鍵節點及決策時段分析.............................. 54
    5 眼動數據分析 ................................. 61
    5.1各節點眼動數據分析 ............................ 64
    5.2 各節點熱點圖分析.......................... 64
    5 眼動數據分析
    5.1各節點眼動數據分析
    5.1.1起點處眼動數據分析
    本研究起點設置于北京市北土城西路與牡丹園中路相交位置,測試人員由該位置出發,可向北、向西和向東3個方向找尋。場景中主要包括道路、建筑、標識牌、樹木和行人等要素。
    (1)標識區域與非標識區域的眼動數據分析
    基于本論文研究目標,通過使用Tobii Pro Lab眼動分析軟件對起點處標識與非標識場景進行興趣區劃分,標識指在現實場景下的各種指示標識,包括應急避難標識與路線標識;非標識主要包括道路、建筑、樹木等場景。
    使用SPSS分析軟件對導出的注視持續時間和注視點個數進行正態分布檢驗。由于注視持續時間不符合正態分布,因此使用Mann-Whitney U檢驗對標識與非標識區域的關注差異性進行分析,數據分析結果如表5-1所示,由于P=0.000<0.05,故拒絕原假設,即被試者在起點處觀看標識與非標識區域的注視持續時間存在顯著性差異;由于注視點個數符合正態分布,因此使用獨立樣本t檢驗對標識與非標識區域的關注差異性進行分析,根據平均值等同性t檢驗,雙尾顯著性概率Sig.=0.001<0.05,因此不接受原假設,即測試人員在起點處觀看標識與非標識區域的注視點個數存在顯著差異。綜上表明,相比于非標識區域,被試對標識區域的關注更為集中(P=0.000,P=0.001),可能由于尋路目標為找尋應急避難場所處的應急標識牌,導致被試在起點處對標識區域更為關注。

    工程碩士論文參考
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    6 結論與展望
    6.1 結論
    基于在發生突發事件時,對找尋應急避難場所的尋路過程中可能出現應急標識不合理的情況,本實驗以北京元大都城垣遺址公園北側為實驗地點,結合問卷調查與實測數據,探究被試尋路特征及各指標對尋路效率的影響。本研究通過問卷調查及訪談,主要探討了性別、受教育程度、目的地不同對尋路效率和各因素的影響;通過灰色關聯度法和距離綜合評價法對被試在尋路特征方面進行分析,并根據尋路過程中出現猶豫、折返行為的現象對各關鍵節點進行總結分析;通過尋路過程中所采集到的眼動數據,分析不同場景中被試的視覺注意力分布情況,進而對應急避難標識進行評價研究。主要研究結論如下:
    (1)由于在尋路過程中不同性別或受教育程度的被試均表現出不同程度的猶豫或折返行為,且不同被試對找尋效率、注視電子導航總時長、注視電子導航次數及手機旋轉次數均存在顯著性差異,因此本研究認為性別或受教育程度的不同對尋路效率及其影響因素存在顯著影響。
    (2)目的地的不同對實驗耗時總時長、注視電子導航總時長、注視電子導航次數、手機旋轉次數及折返行為次數均沒有顯著性差異,表明引起終點不同的結果可能是由于被試自身選擇的結果。
    (3)通過問卷調查模擬預疏散階段被試的心理狀態和疏散階段被試可能表現出的疏散行為,分析發現不同性別的被試在模擬預疏散階段和疏散階段中的心理和行為特征存在差異,同時多數被試在預疏散階段表現較為冷靜,少數會感到擔憂和恐慌,且根據調查結果發現,在疏散階段人群的行為主要分為利他行為、具有從眾行為及獨立判斷3種現象。
    參考文獻(略)


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