[論文レビュー] Social Groups and Pedestrian Crowds: Experiment on Dyads in a Counter Flow Scenario

Andrea Gorrini, Luca Crociani+4 more|arXiv (Cornell University)|Oct 25, 2016

Evacuation and Crowd Dynamics参考文献 12被引用数 18

ひとこと要約

本研究は、通路内での制御実験を通じて、逆流と二重グループ化の併用効果が歩行者ダイナミクスに与える影響を調査した。結果として、流量比の増加は歩行速度を低下させ、逆方向流れでは二重グループが単体と比較して空間的協調の課題により顕著に遅くなるが、一方、単方向流れでは単体と二重グループの間で速度差は認められなかった。

ABSTRACT

The calibration and validation of pedestrian simulations require the acquisition of empirical evidences of human behaviour. The current work presents the results of an experiment focused on the potentially combined effect of counter flow and grouping on pedestrian dynamics. In particular, we focused on: (i) four different configurations of flow ratio (the rate between the minor flow and the total flow in bidirectional scenarios); (ii) dyads, as the most frequently observed and basic social groups of crowds. Results showed that the increase of flow ratio negatively impacted the speed of pedestrians. Dyads walked significantly slower than singletons, due to the difficulty in movement coordination among group members (proxemics) in case of counter flow. The collected results represent an useful contribution towards the validation of pedestrian simulations.

研究の動機と目的

• 歩行者ダイナミクスのシミュレーション検証を向上させるために、逆流比と二重グループ化の併用的影響を調査すること。
• 流量比（少数流速／総流量）が二方向シナリオにおける歩行速度および軌道安定性に与える影響を評価すること。
• グループ内メンバー間の空間的協調（プロキミクス）が二重グループ移動効率に与える役割を分析すること。
• 歩行者シミュレーションモデルのキャリブレーションおよび検証に使用するための、速度および相互距離に関する実証データを提供すること。
• バランスの取れたまたはアンバランスな逆流が、グループ行動と個別行動に異なる影響を及えるかどうかを特定すること。

提案手法

• 東京大学で実施した制御実験で、流量比条件を4つ設定：0（単方向）、0.167、0.333、0.5（バランスの取れた逆流）。
• 4回の繰り返し手順を経て、合計864名の参加者（30名の単体、24名の二重グループ参加者）を対象とし、標準化された出発位置と流量設定を採用した。
• トラッキングシステムを用いて、歩行速度、軌道安定性、およびグループ重心に対するX軸およびY軸方向の個体間距離を測定した。
• 流量比とグループ化の影響を速度に与える影響を検証するため、二要因繰り返し測定分散分析（two-way repeated-measures ANOVA）を適用し、事後多重比較にはテューキー検定を用いた。
• 線形回帰分析を用いて、流量比および二重グループ間距離を変数とする速度のモデル化を行い、決定係数（R²）およびp値を報告した。
• 流量条件ごとの相対的位置分布を分析することで、空間的パターン（並進、対角線、川のようなパターン）を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 流量比（少数流速／総流量）の増加は、二方向通路における歩行者歩行速度にどのように影響するか？
• RQ2 逆流シナリオにおいて、協調の負荷が原因で二重グループは単体と比較して顕著に遅くなるか？
• RQ3 逆流の存在は、単方向流れと比較して二重グループの空間的配置（プロキミクス）にどのように影響するか？
• RQ4 流量比とグループ化の間に、歩行速度に顕著な交互作用が存在するか？
• RQ5 二方向流れにおける二重グループ間距離（X軸およびY軸）と歩行速度の関係は何か？

主な発見

• 流量比の上昇は歩行者速度を顕著に低下させ、線形モデルでは速度 = 1.287 - 0.489 × 流量比（R² = 0.388、p < 0.000）と示された。
• 逆方向流れでは二重グループの速度が単体より4%遅く（1.07 m/s 対 1.10 m/s）、一方、単方向流れでは単体（1.13 m/s）と二重グループ（1.09 m/s）の間に有意差は認められなかった。
• 二重グループメンバー間のX軸距離（平均 0.43 m ± 標準誤差 0.17）は、二重グループの速度に顕著な正の影響を及ぼした（β = 0.381、p < 0.000）。
• Y軸距離は速度に非有意な負の影響を及ぼした（β = -0.150、p = 0.038）、ただし説明力は低く（R² = 0.022）あった。
• 流量比はX距離に顕著な影響を及ぼした（F(3,188) = 9.531、p < 0.000）、一方Y距離には有意差は認められなかった（F(3,188) = 1.197、p = 0.312）。
• 逆流では軌道の乱れが顕著に増加し、高密度条件下では二重グループが並進から対角線または川のようなパターンに変化した。