基于ISM-MICMAC的建筑安全疏散中的人為因素影響研究

劉瑩，譚金穎，殷青，王朔

0 引言

安全疏散是保障人們?cè)诮ㄖ?nèi)生命財(cái)產(chǎn)安全的有效措施。人為因素作為影響安全疏散的主要因素，對(duì)提升建筑疏散效果具有重要研究?jī)r(jià)值。自1995 年YOSHIDA 等人[1]開(kāi)始對(duì)人類行為如何影響出口疏散進(jìn)行研究。2004 年，Lee 等人[2]在模擬疏散實(shí)驗(yàn)中考慮人為因素，運(yùn)用避難情況人類行為數(shù)據(jù)。2012 年，Kinsey 等人[3]調(diào)查收集人因數(shù)據(jù)以研究疏散中使用電梯和樓梯關(guān)系。2015 年，Tan 等人[4]提出考慮疏散人員知識(shí)的建筑疏散模型。2018 年，Hu 等人[5]探索火災(zāi)和人為因素在建筑結(jié)構(gòu)上對(duì)指導(dǎo)疏散設(shè)計(jì)的影響。2021 年，Ramli 等人[6]捕捉符合火災(zāi)中人類行為理論的心理反應(yīng)序列并確定安全疏散失敗的根本原因。綜上，建筑疏散人因研究目前已取得大量成果，但缺乏對(duì)人為因素層次結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理的系統(tǒng)解析。本研究采用解釋性結(jié)構(gòu)模型（ISM）建立建筑安全疏散人因影響遞階結(jié)構(gòu)，并結(jié)合MICMAC 方法對(duì)建筑疏散人因的依賴性和驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行深入分析，探索疏散人因作用機(jī)制，以促進(jìn)疏散仿真技術(shù)發(fā)展，提升建筑安全疏散水平。

1 方法

本文應(yīng)用系統(tǒng)文獻(xiàn)綜述、內(nèi)容分析法、解釋性結(jié)構(gòu)建模（ISM）和交叉影響矩陣相乘法（MICMAC）4 種研究方法，研究遵循以下步驟：（1）確定建筑疏散安全影響因素，（2）確定影響因素之間的關(guān)系，（3）建立ISM 模式，（4）分析各因素的驅(qū)動(dòng)力和依賴性。步驟1 和步驟2 應(yīng)用文獻(xiàn)綜述和內(nèi)容分析法提取影響因子，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行審查和編碼，確定已識(shí)別因素之間的上下文關(guān)系以描述因素之間的相互關(guān)系，將因素間關(guān)系量化后形成鄰接矩陣。步驟3 利用ISM 開(kāi)發(fā)基于鄰接矩陣的因子層次結(jié)構(gòu)。步驟4 通過(guò)MICMAC 將因素進(jìn)一步分為自主變量、依賴變量和驅(qū)動(dòng)變量（圖1）。

1 基于ISM-MICMAC的建筑安全疏散人為因素影響研究步驟

2 人因的系統(tǒng)文獻(xiàn)綜述過(guò)程

3 建筑疏散安全人因集合

4 結(jié)構(gòu)自交互矩陣R(A)

5 可達(dá)矩陣R(B)

6 建筑疏散安全人因?qū)蛹?jí)劃分

7 基于ISM的建筑疏散安全人因相互依賴關(guān)系模型

8 建筑疏散安全人為影響因素的MICMAC圖表

2 結(jié)果

通過(guò)系統(tǒng)文獻(xiàn)綜述和內(nèi)容分析法可識(shí)別人為影響因素，從而構(gòu)建出建筑疏散安全人因集合。在Webofscience 中以“建筑”“疏散”“因素”為關(guān)鍵詞主題檢索，通過(guò)篩選得到30 篇文獻(xiàn)進(jìn)行內(nèi)容分析法編碼識(shí)別人為影響因素（篩選過(guò)程，圖2）。借助NVIVIO 軟件工具將文獻(xiàn)中關(guān)于建筑疏散安全人為影響因素進(jìn)行識(shí)別和編譯，最終確定建筑疏散安全人因集合U={H（人類特性因素），M（運(yùn)動(dòng)特性因素），S（管理人員因素），A（管理因素）}（圖3）。

基于ISM 方法的建筑疏散安全影響因素分析包括：（1）建立因素結(jié)構(gòu)自交互矩陣R(A)（圖4）；（2）計(jì)算生成因素可達(dá)矩陣R(B)（圖5）；（3）將可達(dá)矩陣R(B)劃分為不同的級(jí)別（圖6）；（4）繪制基于ISM 的模型有向圖（圖7）。依據(jù)解釋性結(jié)構(gòu)模型可將人為影響因素分為3 個(gè)層級(jí)，L1、L2、L3 為淺層，L4、L5、L6 為中層，L7、L8、L9、L10 為深層。

基于MICMAC 方法分析建筑疏散安全影響因素的驅(qū)動(dòng)性和依賴性，繪制MICMAC 圖表（圖8）。處于第一象限的因素為自主變量，依賴性和驅(qū)動(dòng)力較小，對(duì)淺層和深層因素的影響起過(guò)渡作用。處于第二象限的因素為依賴變量，具有較低的驅(qū)動(dòng)力和較高的依賴性，影響效果依賴于其他因素是否得到很好的控制。處于第四象限的因素為驅(qū)動(dòng)變量，通過(guò)直接、間接的方式影響建筑疏散安全，具有較高的驅(qū)動(dòng)力和較低的依賴性。對(duì)該類因素進(jìn)行管理，可影響到淺層和中層因素的效果，從根本上維護(hù)建筑疏散安全。

3 結(jié)論

本文通過(guò)系統(tǒng)文獻(xiàn)綜述和內(nèi)容分析法識(shí)別建筑疏散安全人為影響因素，應(yīng)用ISM-MICMAC 分析法得到建筑疏散安全人因作用機(jī)制和層次結(jié)構(gòu)關(guān)系。研究結(jié)果顯示最小群體效應(yīng)、人群感知、疏散方向選擇、動(dòng)作規(guī)則、疏散引導(dǎo)等因素是建筑安全疏散的直接人為影響因素。疏散人身高、體重指數(shù)、年齡、職業(yè)、緊急疏散演習(xí)知識(shí)等因素是建筑安全疏散的深層人為影響因素。根據(jù)因素之間的依賴性和驅(qū)動(dòng)力，建筑疏散安全人為因素分為自主變量、依賴變量和驅(qū)動(dòng)變量。管理因素（A1、A2、A3、A4、A5）和運(yùn)動(dòng)特性因素（M1、M5、M6、M7、M8、M10、M11）具有較強(qiáng)的依賴性和較低的驅(qū)動(dòng)力，依賴其他因素獲得影響。人類特性因素中年齡（H8）和人格特質(zhì)（H11）具有高驅(qū)動(dòng)力，其影響機(jī)制可在后續(xù)研究中進(jìn)一步完善和驗(yàn)證。