基于左右转向象形图的视听干预对无特定路线偏好行人路径选择的影响研究——缓解火车站拥堵的新策略

为解决火车站等公共场所因拥挤导致的安全隐患和经济损失问题，研究人员开发了结合左右转向象形图和噪声的视听干预系统，通过实验室实验评估其对行人路径选择的引导效果。结果显示，行人更倾向于选择转向象形图数量较少的路径，且诱导强度与象形图数量比显著相关。该研究为动态调节公共空间人流分布提供了低成本、高灵活性的解决方案，对智慧城市交通管理具有重要实践意义。

　　

火车站等公共场所的拥挤问题不仅威胁安全，还会造成列车延误等经济损失。传统解决方案如扩建站台或增加工作人员成本高昂且缺乏灵活性，而现有数字标识系统存在语言依赖性和认知负荷问题。如何通过直观的干预手段引导行人自主选择低密度路径，成为智慧城市交通管理的关键挑战。

日本三菱电机株式会社信息科技研发中心的研究团队受行为跟随现象（behavioral following）启发，开发了一种创新型视听干预系统。该系统采用动态左右转向的人形象形图作为视觉刺激，配合双声道噪声的声压差作为听觉引导信号，通过实验室控制实验验证其对无特定路线偏好行人的诱导效果。相关成果发表在《Computers in Human Behavior Reports》期刊。

研究采用三阶段实验设计：首先创建4种视觉刺激（动态象形图、热力图、图标及对照），配合2种听觉条件（移动/静止声源）；其次在25名参与者中开展路径选择测试，通过标准化评分量表量化选择倾向；最后结合主观评价问卷分析干预效果。关键技术创新包括基于声压比（LR）的定向声场设计和象形图数量梯度（9:1至5:5）的视觉诱导强度调控。

3.1 背景场景效应
通过单样本t检验证实，实验设置的三种站台场景（楼梯口、轨道墙、下车点）本身不会对左右路径选择产生显著偏差，为后续干预效果评估提供了中立基础环境。

3.2 声音移动效应
方差分析显示，纯听觉条件下最终声压比（9:1至5:5）对路径选择具有显著主效应（p<0.001，η_p²=0.56）。参与者更倾向选择声压较低的路径，但不同强度间仅均衡条件与其他存在显著差异，说明声音单独引导时仅能实现二分类诱导。

3.3 视听联合效应
四因素方差分析揭示多项关键发现：

• 动态象形图产生反向诱导效应，行人选择象形图较少路径（p<0.001），符合拥堵回避心理；
• 热力图和图标产生正向诱导，且效应强度随视觉信息复杂度递增（图标>热力图>象形图）；
• 声音移动条件显著提升诱导效果（η_p²=0.35），尤其在热力图场景中缓解了视觉显著性（saliency）与行走方向的认知冲突；
• 平台场景的诱导效果弱于楼梯和下车场景，反映空间结构对干预敏感性的调节作用。

主观评价显示图标条件理解度最高（p=0.01），而动态内容因需持续观察导致认知负荷增加。声音移动显著提升内容自然度（p=0.002），被参与者联想为"列车进站噪声"等真实环境声。

该研究证实视听干预可有效调节行人路径选择，其创新性体现在：

1. 发现动态象形图通过"反向诱导"机制实现拥堵分流，突破传统行为跟随理论预期；
2. 确立声压比梯度与象形图数量比的剂量效应关系，为动态调控提供参数化依据；
3. 揭示多模态感知的协同机制——听觉线索可补偿视觉显著性引发的认知冲突。

实际应用中需注意：干预系统仅适用于目标等效路径（如通往同一站台的不同楼梯），且需优化声场设计以克服真实环境的噪声干扰。后续现场试验证实，该方案在晚高峰等认知资源受限时段效果显著，为数字孪生（digital twin）技术在智慧交通领域的应用提供了人机交互新范式。