[发明专利]一种使用斑马鱼模拟人群流动的实验方法

说明书

本发明公开了一种使用斑马鱼模拟人群流动的实验方法，包括选取模拟动物：选取模拟人群流动与疏散的实验动物；建立相似准则：分析所选取实验动物和人体形态特征，确定特征长度和相似比例；搭建实验场景模型：根据相似准则，设计搭建实验设施；确定水层高度：解决模拟动物层叠行动的问题。本发明的有益效果是：斑马鱼从感官、反应、行为等多方面特征与人类颇为类似，在应急疏散模拟中能够更好地反应人类的群体行为规律；基于特征尺寸分析建立的相似准则，使得模型的设计更为合理，更具可比性；利用水生动物生存空间的特点，能够有效克服动物模拟人群疏散中的“层叠”现象。

技术领域

本发明涉及一种实验方法，具体为一种使用斑马鱼模拟人群流动的实验方法，属于公共安全与应急管理技术领域。

背景技术

随着城市化的快速发展，大规模人群流动和疏散成为公共安全和应急管理的重大问题和研究热点。人群疏散理论建模困难，数值模拟可靠性不确定，实验一直是重要的研究手段，包括组织真实人群的演练实验和动物模拟仿真实验。

传统的疏散实验主要以人为实验对象，在公共安全研究领域广为应用，即“疏散演习”活动。具体操作方法也有大量的先例可循，不仅在科研领域，国内外几乎任何一个小学、初中、高中都应该有过不止一次的“火灾演习”、“地震演习”、“毒气泄漏疏散演习”等等。但该方法存在明显不足：参与演练的人员在疏散演习实验全过程中，难以避免地知晓真实情况的，即“这只是个演习”，将对该演习实验的还原度造成根本性影响。例如在真实的突发灾难场景中，根据各种易于获取的受灾场景回放来看，受灾的人群是惊慌的、无序的、乃至不知所措的，体现在其具体行为特征上，就是受灾人群往往以大于于平时的行走速度、远弱于平时的理智程度，朝向着个人自己想象中的、与真实情况往往有很大偏差的“出口方向”，作较混乱的运动。反观“疏散演习”中的情况，由于人群主观上是知晓此次疏散的真实目的的，便导致人群缺乏真实的危机感与恐慌感，从而导致疏散演习中，人群的心理状况和行为特征跟真实灾难疏散时的状况有着巨大落差。对这一点，专业研究学者也有着清醒的认识，从而对疏散演习的可信度存在不同意见。

因此，人们考虑用更多依赖本能的动物模拟应急状态下的人群行为，比较成功的是使用阿根廷蚁。但这种模拟动物存在一个显著问题，蚁类在密度较大的集群行动中经常发生层叠，也就是可以“踩”在别“人”头上行走，这是蚁群常见行为方式，但不符合人群行动特点，且显著影响疏散结果。事实上，现在使用的模拟动物大都绕不开这个问题，是动物模拟实验的技术瓶颈。

而根据大量生物学科的研究人员所发表的成果，在一般情况下，斑马鱼在游动过程中对绝大部分需要规避的障碍物和需要作出反应的外加刺激的识别方式，都是视觉识别。斑马鱼的惊恐反射、逃避反射等这些在疏散模拟实验中必然会利用到的行为，都是来源于斑马鱼的视觉反应行为，与人类反应和行动的机理相似，且斑马鱼在学习与记忆能力方面也与人类有一定相似。在较短的时间内，如果对斑马鱼连续加以同种刺激，我们发现斑马鱼对该刺激所做出的反应烈度逐次递减。这一点与人类疏散过程中的现象基本吻合：若需令同一个人对持续发出的某种刺激作出相等强度的识别和反应，该刺激的强度必须随时间作类指数增长。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种使用斑马鱼模拟人群流动的实验方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种使用斑马鱼模拟人群流动的实验方法，包括以下步骤：

步骤一、选取模拟动物：选取模拟人群流动与疏散的实验动物；

步骤二、建立相似准则：分析所选取实验动物和人体形态特征，确定特征长度和相似比例；

步骤三、搭建实验场景模型：根据相似准则，设计搭建实验设施；

步骤四、确定水层高度：解决模拟动物层叠行动的问题。

作为本发明进一步的方案：所述步骤一中，所选取的模拟实验动物为斑马鱼，且斑马鱼的身体长度尺寸在2厘米到4厘米之间，正常平行游动时竖直于地面的方向身体高度不超过1厘米。