居民主导型海啸疏散模拟模型的设计与可行性研究：基于Scratch可视化编程的社区参与创新

为解决专家主导的海啸疏散模拟难以激发居民参与度的问题，日本研究人员提出基于Scratch可视化编程的居民主导型疏散模拟模型。通过让中小学生构建疏散场景的实验验证，该模型成功实现海啸动画、疏散路径定制等核心功能，并开发了半自动路网工具提升易用性。研究为社区自下而上制定防灾计划提供了可视化技术支撑，成果发表于《International Journal of Disaster Risk Reduction》。

　　

海啸虽不频繁却极具毁灭性，过去百年间已夺走26万生命，2011年日本东北地震引发的海啸更造成1.9万人死亡。尽管日本政府修订《灾害对策基本法》推动社区自主防灾计划，但居民常因技术门槛无法参与专业疏散模拟，导致防灾措施缺乏认同感。这种"风险认知悖论"现象——即高风险意识未必转化为实际行动——成为社区减灾的突出障碍。

日本学术机构的研究团队Kunihiro Nakahara和Michinori Hatayama创新性地将Scratch可视化编程引入海啸疏散模拟，开发出居民可操作的模型。该模型通过三阶段实现社区参与：数据收集（记录避难障碍点）、模拟构建（可视化疏散行为）、对策制定（协同优化路径）。研究选择中小学生作为非专业用户代表，测试模型创建疏散动画、生成避难者移动、定制可达路径等核心功能。实验发现参与者能完成基础模拟，但路径设置耗时过长，促使团队开发了增强型最短路径计算功能和半自动路网定制工具。

关键技术包括：基于Scratch的可视化编程环境搭建、时空行为模拟算法、路网拓扑结构优化方法，以及通过用户测试（样本为中小学学生）验证的交互设计。

Factors Related to Residents-led Promotion of Disaster Risk Reduction Measures
研究指出传统防灾教育存在"知行差距"，即使居民认知风险，仍缺乏具体行动力。该模型通过参与式模拟将抽象风险转化为可视化场景，突破这一瓶颈。

Proposal of a Resident-led Tsunami Evacuation Simulation Model
模型设计包含海啸演进动画、避难者行为参数化、路网可编辑三大模块，首次实现非专业人员对复杂疏散过程的动态建模。

Usability Evaluation Experiment of the Initial Model for Students
中小学测试组成功创建包含潮汐淹没过程的动态模拟，证明可视化编程可显著降低技术门槛，但暴露手动输入节点效率低下的问题。

Experimental Results and Development of Model Creation Support Tools
开发的半自动工具将路径设置效率提升300%，最短路径算法使避难者移动逻辑符合现实物理约束。

Conclusion
该研究突破性地将灾害模拟从专家系统转变为社区共创工具，其意义在于：技术上，Scratch模块化设计实现"零代码"建模；社会学层面，激发居民对防灾计划的归属感；方法论上，为其他灾害模拟提供参与式范式。未来需优化三维场景构建和多人协作功能，以应对南海海槽大地震等超大规模灾害预警需求。