文/王玉庭,魏祎璇,倪旻睿,吳金順,潘嵩
(1.華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院,北京065201; 2.北京科技大學(xué),北京100083;3.寧波諾丁漢大學(xué),浙江寧波315100;4.北京工業(yè)大學(xué),北京100000)
應(yīng)急避難場所是應(yīng)對突發(fā)公共事件的一項災(zāi)民安置措施,是現(xiàn)代化大城市用于民眾躲避火災(zāi)、爆炸、洪水、地震等重大突發(fā)公共事件的安全避難場所。隨著近年來地震等自然災(zāi)害的不斷頻發(fā),人員傷亡情況的不斷出現(xiàn),我國對應(yīng)急避難場所的建設(shè)也日益重視。本研究旨在模擬地震等自然災(zāi)害發(fā)生時,通過測試人員佩戴眼動儀在真實場景中的找尋過程進(jìn)行分析,進(jìn)而判斷該地區(qū)應(yīng)急避難場所的可達(dá)性,并通過距離綜合評價法對測試人員的結(jié)果進(jìn)行排序,從而總結(jié)出相關(guān)結(jié)論。
綜合評價的功能主要體現(xiàn)在利用綜合評價方法解決分類或排序問題,而距離綜合評價方法的基本思想是描述被評價事物的多個指標(biāo)。若將該指標(biāo)看成變量,則在幾何上將會形成一個高維空間,而每個被評價事物由反映它的多個指標(biāo)值在該空間中決定一個點。因此從幾何角度來看,綜合評價的對象就是高維空間中的一些點,以虛擬的最優(yōu)樣本點、最劣樣本點作為參考點,然后計算各樣本點到參考點的距離,距最優(yōu)樣本點越近越好,距最劣樣本點越遠(yuǎn)越好。
(1)設(shè)用p個指標(biāo)對n個被試者的實驗時長進(jìn)行綜合評價,并將原始數(shù)據(jù)構(gòu)成矩陣X'。
(2)指標(biāo)同向化:若p個指標(biāo)中存在逆指標(biāo)或適度指標(biāo),則將其轉(zhuǎn)化為正指標(biāo),轉(zhuǎn)化后構(gòu)成數(shù)據(jù)矩陣X。
(3)無量綱化:可采用比重法等方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化,變換后數(shù)據(jù)矩陣可記為Y'。
(4)構(gòu)造加權(quán)數(shù)據(jù)矩陣。以各指標(biāo)權(quán)重作為主對角線元素構(gòu)造對角矩陣,記為W,其中,各指標(biāo)權(quán)重可采用變異系數(shù)法確定,則加權(quán)數(shù)據(jù)矩陣為:
(5)確定參考樣本。由于指標(biāo)已正向化,所以可用所有參評樣本中各指標(biāo)的最大值構(gòu)成最優(yōu)樣本,用各指標(biāo)的最小值構(gòu)成最劣樣本,分別用Y+和Y-表示。
(6)計算距離。計算各樣本點與最優(yōu)樣本及最劣樣本的距離和計算樣本點距最優(yōu)樣本點的相對接近度:
根據(jù)相對接近度Ci的大小對樣本評價對象進(jìn)行排序,Ci越大,表明樣本評價對象的排名越靠前。
本研究旨在模擬突發(fā)事件發(fā)生時居民找尋應(yīng)急避難場所的應(yīng)急疏散行為,實驗地點為北京元大都城垣遺址公園附近,參與實驗的所有被試者對該區(qū)域的熟悉程度完全相同。實驗過程中采用Tobii Pro Glass2眼動儀對18名被試者進(jìn)行記錄。由于實驗總體找尋時長能反映出居民到達(dá)應(yīng)急避難場所的效率高低,即實驗總時長越短,該附近應(yīng)急避難場所的可達(dá)性越好,因此對影響實驗總時長的指標(biāo)—注視電子導(dǎo)航總時長、注視電子導(dǎo)航次數(shù)、手機(jī)旋轉(zhuǎn)次數(shù)與折返行為次數(shù)進(jìn)行整理分析,其原始數(shù)據(jù)指標(biāo)如表1所示。
表1 18位被試者的4項影響指標(biāo)原始數(shù)據(jù)
由于注視電子導(dǎo)航總時長、注視電子導(dǎo)航次數(shù)、手機(jī)旋轉(zhuǎn)次數(shù)、折返行為次數(shù)均為逆指標(biāo),將前兩項指標(biāo)用倒數(shù)法將其正向化,后兩項指標(biāo)利用轉(zhuǎn)換公式,即max-x將其轉(zhuǎn)化成極大型指標(biāo)。為了減少計算誤差,研究人員對注視電子導(dǎo)航總時長、注視電子導(dǎo)航次數(shù)數(shù)值乘以100,可得轉(zhuǎn)化矩陣X,如上所示。
對上面矩陣采用比重法進(jìn)行無量綱化,即X中每一元素除以其所在列所有元素平方和的算術(shù)平方根,得數(shù)據(jù)矩陣如下所示:
采用變異系數(shù)法確定各評價指標(biāo)權(quán)重,構(gòu)成對角矩陣如下:
則加權(quán)矩陣為:
將各指標(biāo)中最大(小)值構(gòu)成的最優(yōu)(劣)樣本分別表示如下:
計算各樣本點與最優(yōu)樣本及最劣樣本的距離D+i和D-i,并計算相對接近度Ci,按Ci的大小進(jìn)行排序,結(jié)果如表2所示。
表2 被試者距離綜合評價法排序
本研究以找尋應(yīng)急避難場所中影響找尋時長的各指標(biāo)為基礎(chǔ)進(jìn)行評價,體現(xiàn)出各指標(biāo)對找尋過程中的影響程度。由于實驗存在較強(qiáng)個人主觀性,因此實驗結(jié)果可在一定程度上表明如下:
(1)按實驗完成時長排序時,前9位被試者中僅有1位女性用時較短,占11.1%,其余全為男性,占88.9%。且根據(jù)距離綜合評價法得出的排序中,前9名中77.8%為男性;而后一半被試者中,僅有2位男性相對用時較長,占22.2%,其余全為女性,占77.8%。
(2)根據(jù)距離綜合評價法得出的排序中,按應(yīng)急避難場所可達(dá)性分析,排名前2位被試者均處于前一半范圍內(nèi)且均為男性,排名后2位被試者均處于后一半范圍中且均為女性。也就是說,在參與實驗測試的人員中,男性在找尋應(yīng)急避難場所過程中的效率相對較高。
(3)18位被試者共在3個方向上找尋到目的地,其中到達(dá)西方向的有14位,到達(dá)東方向的有3位,到達(dá)北方向的僅有1位。同時,通過距離綜合評價法得出的排序表明,排名在前2位的分別到達(dá)東方向及西方向的應(yīng)急避難場所,說明這兩處應(yīng)急避難場所可達(dá)性相對較好。同時,77.8%的被試者最終都到達(dá)西方向應(yīng)急避難場所,可見該處應(yīng)急避難場所可達(dá)性相較更高。