基于輪椅使用者的地鐵導向標志可達性研究

王玥,秦華，2*,王輝，張然

(1.北京建筑大學機電與車輛工程學院，北京 102616；2.北京市建筑安全檢測工程技術研究中心，北京 102600)

隨著北京地鐵的發展建設和地鐵出行的普及，地鐵的無障礙環境建設也獲得了更多關注。截至2019年，北京市持證殘疾人數達到526 115人[1]，可見殘障人士的地鐵出行需求值得重視。

公共交通作為保障城市居民日常出行的骨干網絡[2]，能為殘障人士提供參與社會活動的機會，對城市的發展具有積極的影響[3]。在衡量公共交通的服務質量時，可達性是一項重要因素，體現了乘客到達目的地的便捷程度[4-5]，而殘障人士在使用公共交通出行時，生理和心理上都會遇到不同程度的障礙[6]。研究表明，目前輪椅使用者的交通出行呈現范圍小、地點固定單一、出行成本高等特點[7]，并且在多次遇到障礙后選擇公共交通出行的意愿降低[8]。這種主觀態度會影響輪椅使用者出行方式的選擇，導致他們較少乘坐地鐵等公共交通[9]。這些現象均反映出，目前輪椅使用者的地鐵無障礙環境建設與提高輪椅使用者出行的效率間存在差距。因此，針對輪椅使用者出行的困境，對目前輪椅使用者的地鐵出行可達性進行深入研究具有重要意義。

從尋路的角度出發，乘客到達目的地的過程是進行空間認知的過程，對方向的判斷和決策與尋路者自身的思維方式有關[10-11]。尋路環境會對乘客尋路的效率產生影響，有研究指出，區域相似度高、交叉路徑多、目標不在視野范圍內時，均會導致尋路者的迷失[12]。通過實地調研[13]和尋路實驗[14-15]也同樣驗證了，空間結構復雜、決策點多的復雜路線更容易造成尋路人群的迷失，使尋路者更難做出決策和判斷。研究表明，在地鐵站等地下空間中人們更容易失去空間感[16-17]。在站內設置相應導向標志能夠幫助尋路者獲取空間信息，引導其進行尋路[18]。因此，地鐵導向標志的指引可達性，是衡量地鐵出行可達性的重要指標。

針對輪椅使用者的行為特點[19-20]和尋路特點[21-22]，地鐵站內設有無障礙標志，指引輪椅使用者按照無障礙路線的設計尋路，通過實現無障礙導向標志系統的指引可達性，增強輪椅使用者的出行可達性。綜合尋路中輪椅使用者的需求，無障礙導向標志的設置應為殘障人士提供系統性的、最容易到達的方向指示，使他們避免駐足、折返、盲目行進等混亂行進過程[23]。在無障礙設計規范[24]的標準下，無障礙標志設計應符合規范性、系統性、醒目性、安全性的原則，在保持無障礙導向標志系統內部連續一致的同時，也應注重與普通標志系統的合理銜接[25]。針對輪椅使用者的無障礙標志設計應重點關注集散廳、站臺、無障礙停車場等空間[26]。

基于上述研究，根據輪椅使用者的尋路特點，認為影響輪椅使用者導向標志指引可達性的因素為尋路的困難程度和路線中導向標志的引導效果，即路線復雜度和路線中的無障礙標志可用性，并將這兩個因素作為自變量、輪椅使用者的尋路效率作為因變量，根據分析結果選擇地鐵路線進行實驗。

層次分析法(analytic hierarchy process,AHP)有利于對系統進行綜合性整體評價[27]，且在地鐵乘車舒適度[28]評價體系的建立上得到了應用，因此采用層次分析法對實驗中自變量進行多維度系統性評價，并結合定量分析選擇地鐵路線，進行實地測試，通過實驗探尋路線復雜度和標志可用性對輪椅使用者尋路的影響。

1 研究方法

為分析路線復雜度和標志可用性與輪椅使用者尋路績效的關系，首先通過文獻研究和專家打分法選取復雜度和可用性的評價指標，使用AHP層次分析法確定出評價指標的權重。

其次，對北京地鐵路線進行調研，根據當前北京地鐵路線和標志的設計，為評價指標劃分定量分析范圍。選擇具有代表性的路線進行二次調研，根據定量分析結果，將路線按復雜度和可用性的不同水平進行劃分。

最后，根據劃分的水平選擇具體實驗路線并招募參試者對所選路線的可達性進行實地測試。根據參試者的尋路績效，分析復雜度和可用性對輪椅使用者尋路的影響以及輪椅使用者出行存在可達性問題的原因。

1.1 評價指標的選取和定量分析

基于尋路理論和輪椅使用者的出行特點，以空間褶皺的數量來衡量路線中空間的復雜程度[29]，用戶疲勞程度作為衡量路線復雜度的另一個準則[19]。根據無障礙標志的設計原則，以無障礙標志的醒目性、連續性、語義距離評價無障礙標志的可用性[25-26]。

對評價準則進行進一步分析，歸納和總結出評價路線復雜度和標志可用性的二級指標[13,16,23-24,30]。通過專家篩選，確定了最終評價指標，如表1所示。

表1 路線復雜度評價指標權重系數Table 1 Route complexity evaluation index weighting coefficients

根據專家對評價指標重要度的打分，使用AHP層次分析法對因子重要度數值進行歸一化處理并計算權重，如表2所示。

表2 標志可用性評價指標權重系數Table 2 Sign availability evaluation index weighting coefficients

對每個站點指示的無障礙路線客觀數據進行調研后，對評價指標進行分級量化，并按照1～5分給出每個級別對應的定量范圍，定量分析如表3所示。

表3 評價指標定量分析Table 3 Quantitative analysis of evaluation indicators

1.2 實驗設計

為測試復雜程度和標志可用性對用戶尋路的影響，選擇4條實驗路線，將復雜度和可用性作為自變量，用戶尋路的中斷次數、迷茫次數、尋路用時作為因變量，對所選路線進行實地測試。

1.2.1 實驗路線的選取

經過前期調研，選擇了客流量大、具有代表性站點的6條路線進行二次調研，并記錄了輪椅使用者按照無障礙標志指示進行“進站-換乘-出站”時，6條路線中對應的評價指標數據和分數。根據得分，將6條路線進行分類，以低于2.7分為復雜度低路線，低于3.1分為可用性弱路線。選擇不同復雜度和標志可用性的路線各一條作為實驗路線，最終確定實驗路線為線路2、線路4、線路5、線路6，如表4所示。

表4 調研路線得分與分類Table 4 Scoring and classification of research routes

根據定量分析結果，6條路線的復雜程度在3～4分的區間內浮動，標志可用性程度在2～3分的區間內浮動，路線整體復雜程度較高，可用性較弱。

為了探究復雜程度和標志可用性是否會對實際尋路績效產生影響，通過設計實驗實地測試不同復雜度和可用性下輪椅使者的尋路情況。

1.2.2 實驗過程

此次實驗共招募參試者6人，為避免參試者自身具有乘坐地鐵經驗對實驗的影響，篩選不經常乘坐(1個月乘坐3次以下)北京地鐵的參試者進行尋路測試。在實驗開始前對參試者進行培訓并組織參試者填寫實驗知情同意書。

實地測試時，由一位實驗員推行輪椅，模擬輪椅使用者出行的過程。另一位實驗員記錄用時、中斷次數、迷茫次數等數據。參試者按照給定路線順序進行尋路，以每一條路線中的地面進站口為起點，以到達地面出站口為終點。在完成4條路線的尋路后，實驗結束。參試者在尋路時全程使用輪椅，借助導向標志的引導完成尋路。尋路過程中，參試者不能借助導向標志以外的途徑獲取信息。對當下尋路方向感到迷茫時，參試者需要告知實驗員，此時實驗不會停止；參試者迷路時告知實驗員，實驗中斷，實驗員引導尋路者回到正確路線中或告知正確方向后實驗繼續。

為避免參試者連續乘坐地鐵出現的學習效應的影響，每位參試者的實地測試路線順序完全隨機。為使所有參試者的尋路預設路線中，路線復雜度和路線中含有的導向標志相同，以地鐵車廂位置為參照規定上車、下車點，使所有參試者的尋路方向一致。

1.2.3 參試者信息

實驗共招募被試6人，男女比例為1∶1，職業均為學生。其中，33.3%的被試乘坐地鐵頻率為每月一次，66.7%的被試乘坐地鐵頻率為兩周一次。

2 結果與討論

2.1 描述性統計

此次實驗記錄的尋路績效為：中斷次數、迷茫次數、尋路總用時，描述性統計結果如表5所示。對描述性統計結果進行分析，得出以下結論。

表5 實驗各因變量描述性統計量Table 5 Descriptive statistics for each dependent variable of the experiment

(1)路線越復雜，參試者的平均中斷次數越高。標志可用性越強，參試者的平均中斷次數越低。高復雜度路線相較低復雜度路線，平均中斷次數高1.5次。可用性弱的路線相較可用性強的路線，平均中斷次數高0.34次。

(2)路線越復雜，參試者的平均迷茫次數越高。高復雜度路線相較低復雜度路線，平均迷茫次數高1.66次。標志可用性越強，參試者的平均迷茫次數越低。可用性弱的路線相較可用性強的路線，平均迷茫次數高1.16次。

(3)路線越復雜，參試者的平均尋路用時越高。高復雜度路線相較低復雜度路線，平均尋路用時多365.67 s。標志可用性越強，參試者的平均尋路用時越短。可用性弱的路線相較可用性強的路線，平均尋路用時多233.33 s。

為探究各因變量的平均值差異是否具有統計學意義，對實驗結果進行進一步方差分析。

2.2 方差分析

各因變量的方差齊性檢驗顯著性水平符合方差分析要求，對不同自變量水平下的中斷次數、迷茫次數和尋路用時進行方差分析，如表6所示。方差分析結果顯示，路線復雜度對輪椅使用者的尋路中斷、尋路迷茫、尋路用時均有顯著影響；標志可用性對中斷次數沒有顯著影響，對尋路迷茫次數、尋路用時均有顯著影響。

表6 因變量的主體間效應檢驗Table 6 Between-subjectseffect test for each dependent variable

2.2.1 尋路中斷

根據表6，路線復雜度對參試者尋路中斷次數起到主要影響作用，不同標志可用性下中斷次數的差異由隨機誤差造成，標志可用性對中斷次數沒有顯著影響。通過交互輪廓圖(圖1)，復雜度和可用性存在交互效應，但由于交互作用對中斷次數的影響不顯著，認為標志可用性程度對復雜度影響的抵消效果不明顯。

圖1 中斷次數輪廓圖Fig.1 Profile plots of the interruption count

在復雜度高的路線中，出現臺階、轉彎、岔路口、空間變化等權重較大的指標次數更多，尋路者由于視線遮擋、目標點距離較遠等原因容易迷失方向，這與文獻[12]的結論一致。并且根據文獻[23]中輪椅使用者的行動特性，使用輪椅時轉彎和回身的靈活度較低，尋路時的視線更容易被遮擋，出現中斷的概率更高。因此路線復雜度不同的路線中，尋路中斷次數有顯著差異。

標志可用性不同的路線中，指示牌與定點間距、指示牌相于對定點位置、指示牌性質、無障礙信息缺失的岔路口數量等權重較大的指標定量分析結果差異較小，同時無障礙導向標志的導向效果沒有得到體現，參試者更多依靠自身經驗判斷尋路，造成個體間尋路中斷的隨機誤差，不同程度的標志可用性下中斷次數沒有顯著差異。

為了明確復雜度對尋路中斷有顯著影響和標志可用性對尋路中斷沒有顯著影響的具體原因，對參試者尋路中產生的中斷進行進一步分析。

當前無障礙路線設計中，輪椅使用者的大部分無障礙路線規劃為：先進行目標方向的統一導向，再單獨指引無障礙設施的方向，輪椅使用者借助設施通行后再回到統一導向的路線中。這種設計中，無障礙路線與普通路線具有重疊部分，在需要使用相應無障礙設施時，與普通路線在分岔點處分開。6位參試者中斷次數共計30次，其中約86.7%因為找不到無障礙電梯而中斷，約6.67%因為錯誤跟隨普通標志行進從而迷路導致中斷，約6.67%因為無法找到無障礙車廂(無障礙車廂的導向標志位于列車車身)而中斷。可見，最容易產生中斷的階段位于普通路線與無障礙路線分岔后。產生此類中斷的原因可以歸納為：①無障礙路線與普通路線分岔點處缺少無障礙導向標志，導致分岔點不明確，參試者繼續跟隨普通標志的引導前進，在后續尋路中遇到障礙或迷路；②在具有無障礙導向信息提示的分岔點，無障礙導向標志的醒目性和連續性較差，使得導向標志沒有起到有效的引導作用，參試者在無障礙路線中無法找到無障礙設施。

因此，無障礙路線與普通路線的分岔點是輪椅使用者尋路的關鍵，復雜度在該分岔點處對空間認知的制約以及標志可用性在該分岔點處導向的缺失，是導致輪椅使用者中斷的主要原因。

中斷次數體現了當前導向標志系統指引下輪椅使用者出行的到達程度。低復雜度路線的中斷次數平均為0.5次，因此設計復雜度較低的路線能夠保持較高的尋路到達率；現有路線的復雜度已經確定，在無障礙路線與普通路線分岔點處設置無障礙導向標志，并重點提升標志的醒目性和連續性，例如使用更高比例的導向型標志、縮短指示牌與分岔點的距離等，有利于使輪椅使用者在尋路時更有效地獲得導向標志的指引，避免輪椅使用者根據自身經驗尋路造成尋路中斷，提高標志可用性對尋路中斷的影響。

2.2.2 尋路迷茫和尋路時間

根據表6可知，復雜度和可用性均對迷茫次數和尋路用時有顯著影響。自變量間的交互作用對尋路迷茫次數和尋路用時沒有顯著影響，標志的可用性程度能夠有效降低復雜度對參試者尋路迷茫和尋路時間的影響。

在復雜度高的路線中，空間結構更為復雜，尋路者需要做出判斷的位置更多，對空間變化進行認知的次數也會更多。對于輪椅使用者來說，需要在多個方向中定位出無障礙路線的方向，進行空間認知時會更加困難，會產生更多的迷茫。此時若路線中標志可用性較強，無障礙信息的醒目性和連續性更強，會更有利于輪椅使用者借助導向標志進行空間認知。因此，路線復雜度的升高會導致輪椅使用者出現更頻繁的迷茫，而提高無障礙標志的可用性能夠在一定程度上降低因復雜度升高導致的迷茫次數。

對尋路迷茫和尋路時間受復雜度和標志可用性影響的原因進行進一步分析，參試者在尋路中總共出現迷茫66次，57.6%出現于尋找無障礙設施時，40.9%確定乘車、換乘、無障礙車廂的方向，1.5%因對無障礙指示牌的理解偏差導致。其中，參試者在確定乘車、換乘、無障礙車廂方向時產生的迷茫，會在熟悉乘車流程后出現明顯下降。尋找無障礙設施導致的迷茫次數最多，并且尋路者會在短時間內多次出現迷茫，有時會因此迷路或消極尋路，最終可能導致尋路的中斷。產生這類迷茫的原因可以歸納如下。

(1)無障礙設施的位置較為特殊，超出參試者已有經驗的范圍。如無障礙進站口單獨設置在較遠的地點、無障礙設施設置在閘機外側、無障礙電梯設置在參試者行進方向的反方向處等。

(2)路線中出現有多個分岔的路口，并且該路口沒有相應的無障礙導向標志。在無障礙信息缺失并同時面對多個相同選擇時，參試者更容易進行試探性尋路，并在之后的尋路中出現頻繁的迷茫和焦慮，這與文獻[13-14]的結論相同。

(3)在處于動態時，輪椅使用者更容易忽略貼地式的無障礙標志。貼地式標志的設計符合輪椅使用者視線高度較低的特點，但實驗中參試者在行進時，多次出現因對降低視線感到不安全而忽略地面無障礙導向標志，從而在后續尋路時找不到相關無障礙信息的情況。

因此，通過提升上述位置無障礙標志的可用性，能夠進一步降低復雜度對尋路造成的迷茫并縮短尋路時間：①關注無障礙設施位置特殊和具有多個分岔的岔路口處導向標志的醒目性和連續性；②將貼地式標志更多設置在輪椅使用者處于靜態的區域中，如車廂地面處、直梯中輪椅使用者專用控制面板區域的地面處等，增強導向標志的醒目性和閱讀標志內容的安全性。

通過有針對性地設置無障礙導向標志并提升其可用性，有利于使輪椅使用者在尋路中減少迷茫和焦慮情緒，避免盲目尋路，降低尋路用時。

2.2.3 討論

通過描述性統計和方差分析，總結如下。

(1)路線復雜度對尋路中斷、迷茫、用時具有顯著影響，標志可用性對尋路迷茫和尋路時間有顯著影響，對中斷次數沒有顯著影響。

(2)岔路口是輪椅使用者尋路時最容易遇到障礙的位置。無障礙路線與普通路線分岔點處無障礙設施的導向信息缺失，使得標志的可用性無法得到體現，沒有針對性地提升標志可用性無法降低輪椅使用者尋路的中斷次數。當具有多個分岔的岔路口處導向標志缺失時，容易使輪椅使用者在后續尋路中出現頻繁的迷茫并反復質疑自己的決策，對當前尋路產生負面情緒。

(3)參試者尋路績效最好的路線5中，對應的評價指標定量分析范圍為：空間性質變化次數0～3次，岔路口12～16個，層數變化次數6～8次，路線長度400～600 m，出現臺階次數0～2次，轉彎次數12～16次；發光指示牌占比40%～60%，不垂直或被遮擋的標志牌占比60%～80%，導向型標志占比40%～60%，有無障礙標志信息的岔路口數占比60%～80%，相同信息內出現上一級信息次數占比20%～40%，定點距離指示牌的平均距離0～10 m，相同信息平均間距0～10 m。

在指標定量分析結果優于此范圍時，認為輪椅使用者的出行效率將高于路線5平均中斷次數0.17次、平均迷茫次數1.17次、平均尋路用時1 220.83 s的尋路績效，保持較強的交通出行可達性。

3 結論

在對北京地鐵進行路線調研后，通過篩選確定評價指標并進行定量分析，對有代表性的路線進行了分析和評價。得出如下結論。

(1)通過實地測試的方式，探討了當前北京地鐵無障礙導向標志系統指引可達性存在的原因，認為影響輪椅使用者導向標志指引可達性的主要因素是路線復雜度和標志可用性，兩因素對尋路績效的影響主要體現在路線中的岔路口處，因此岔路口是輪椅使用者的關鍵，應當重點關注普通路線與無障礙路線分界點和具有多個分岔的岔路口處。

(2)在后續研究中，將在導向標志指引可達性研究的基礎上，考慮地鐵工作人員的幫助因素和無障礙設施缺失等情況的阻礙因素，對輪椅使用者的出行可達性進行探索。