火灾紧急场景中人对疏散标识的认知应对规律及建模研究

The fire destructiveness is tremendous, the objective factors of fire behavior and building structure were researched enough in the past fire accident, but the cognitive mental characteristics research of people are very weak. The cognitive reaction and behavioral decision of people in fire situation are different from normal situation,the cognitive reaction ability will be happened huge change. In order to accomplish effectively people evacutation from fire emergency situation, It is necessary to research the rule of cognitive reaction between people and evacuation sign based on cognitive science. Under the normal situation of the psychology laboratory, fire simulate situation of the limited space and virtual reality system, cognitive reaction tests of color, spatial logic and mental arithmetic respectively are accomplished by E-Prime. The physiological tests of heartbeat, electrocardiogram and brain wave are monitored by Electrocardiograph(ECG) and ERP technique. The activity rule of autonomic nerve and brain wave are found out, and the cognitive reaction mechanism model is built. The fire evacuate sign system of build is optimized based on experimental results above, cognitive reaction is dynamic simulated by a software Anylogic. The evacuation sign is continued optimized and accord with cognitive response mechanish better to the evacuation.

火灾发生的破坏性巨大，在以往火灾研究中，对火势火情与建筑物构体等火灾客体因素研究较多，但对火灾中人的认知心理特征研究非常薄弱。 在火灾突发场景中，人的心理反应与行为决策均异于常态，认知应对能力也会发生很大变化。为更好的实现人在火灾紧急场景下的科学疏散，有必要从认知学角度，进行火灾中人对疏散标识的认知应对规律研究。课题拟以心理实验室、受限空间实验系统、虚拟现实实验系统火灾场景模拟为背景，对人的颜色反应、空间逻辑推理、心算等认知反应进行实验对比研究，同步监测研究对象的心电与ERP等生理指标，找出人在火灾紧急场景下的自主神经与脑电活动规律，构建相应的认知神经作用机理模型。并以此进行建筑物消防疏散标识体系局部优化和疏散反应时的动态反馈模拟研究，促进建筑疏散标识的优化改进，使之更符合认知反应规律而利于人员快速准确疏散。

在火灾发生的紧急场景中，加强对火灾场景中人的人因认知应对规律与行为反应研究，可为火灾受困人员科学疏散提供依据，并可进一步丰富建筑火灾的研究内容。基于此背景，项目对火灾情境中人的认知生理机理与建筑消防疏散标识优化的相互作用关系进行了研究。.主要研究内容、重要结果以及关键数据为：（1）对我国行业安全工作现状与发展趋势进行了全面深入研究与预测。（2）在受限空间火灾情境中，对人的心算、简单颜色、复杂颜色与心电生理反应进行了研究，根据火灾情境人的认知生理反应与改进标识的相互作用，提出了建筑物消防疏散标识优化与人的认知关系模型。（3）基于Anylogic疏散软件与火灾情境认知反应结果，对建筑物火灾进行了人员疏散模拟仿真，提出了建筑物火灾疏散标识与认知相互作用模型。（4）在受限空间火灾情境中，将人对火灾的不同认知单元进行事件相关电位实验，男女脑电波形均直观反映出通道间存在信息交流，不同脑功能区的脑电活跃程度不同，女性的脑电复杂网络节点度均高于男性，男性脑区联系变化规律不明显，其脑网络连通性弱于女性。（5）基于信息认知的事故事件本体模式构建，经过对经典安全事故模式建立事件本体模式，抽象得到信息认知角度的一般安全事故事件本体概念，结合安全信息认知模型，获得了基于信息认知的安全事故事件本体模式。（6）色觉实验、视野范围与疏散标识的眼动实验结果显示，色弱人群比正常人群的视野范围窄，且有无干扰状态下疏散标识眼动的反应时间，刺激物注视时间等指标存在显著差异。.科学意义：该项目综合考虑了火灾情境中人的心理生理反应与建筑标识物之间的相互作用关系，研究和揭示了人在建筑火灾情境中的心电与脑电等生理认知机理，研究成果一方面可为建筑物疏散标识与火灾人员疏散人因分析提供基础理论依据，另一方面也可为消防疏散设计与人员消防安全教育培训提供理论支撑，具有重要的理论与实践意义。