综述：理解沉浸式技术在室内行人流动和疏散动态中的应用所面临的挑战及未来发展趋势：一项系统性综述

《Journal of Building Engineering》：Understanding the Challenges and Future Trends of Immersive Technology Use in Indoor Pedestrian and Evacuation Dynamics: A Systematic Review

室内疏散动力学中沉浸式技术的应用挑战与未来方向。

　　
该研究系统梳理了2014至2024年间沉浸式技术（ImT）在室内人员疏散（PED）领域的应用进展。研究团队采用PRISMA系统综述框架，对51篇核心文献进行多维度编码分析，构建了涵盖技术参数、人员响应与疏散效能的交互模型，揭示了当前ImT应用的关键瓶颈与未来突破方向。

研究首先明确了ImT的技术谱系，将虚拟现实（VR）、增强现实（AR）与混合现实（MR）置于连续体中进行对比分析。VR凭借其完全可控的虚拟环境优势，在模拟火灾、地震等高危场景中占据主导地位，能够精准复现烟雾遮挡、动态障碍物等复杂条件。AR/MR则更侧重现实空间中的动态引导，但面临环境跟踪精度、多感官融合度等技术挑战。研究特别指出，现有文献多聚焦单一技术模态，缺乏跨模态比较，导致对ImT综合效能的评估存在盲区。

在技术参数层面，研究团队识别出三大核心维度：环境建模精度、交互反馈实时性、多感官整合度。其中，视觉 realism的不足（如动态光影失真率超过35%）、触觉反馈延迟（平均达120ms以上）以及空间定位误差（AR场景中普遍存在0.5-1.2米的偏移）构成主要技术障碍。这些参数与疏散绩效呈现显著相关性，特别是在路径选择准确率（R2=0.78）和避障响应时间（相关系数达0.91）方面。

人员响应机制分析发现，训练后的群体疏散效能提升23%-45%，但存在显著个体差异。年轻群体对VR的接受度（78% vs 52%）显著高于中老年，但后者的路径规划准确率（92% vs 78%）更优。研究特别指出，现有训练周期普遍不足（平均仅4.2小时），导致技能遗忘率在72小时后达到63%。这为构建分阶段、递进式的沉浸式培训体系提供了实证依据。

研究通过构建"技术-行为-环境"三维交互模型，揭示了当前ImT应用的三大瓶颈：1）硬件成本限制（AR设备均价超$1200，VR头显普及率不足35%）；2）算法成熟度滞后（动态人群模拟误差率仍达18%-22%）；3）隐私安全顾虑（83%的实验涉及未脱敏数据）。模型显示，当环境建模精度提升至90%以上、交互延迟压缩至50ms以内时，疏散效能可提升40%。

在应用场景分类上，研究将ImT实践划分为三类：模拟训练（占比47%）、实时导航（32%）、行为研究（21%）。其中，混合现实在虚实融合度（F-score达0.87）和场景可扩展性方面表现突出，但设备成本是传统VR的2.3倍。研究团队通过对比实验发现，采用多模态反馈（视觉+触觉+听觉）的AR系统，可使疏散路线选择准确率提升28%，较传统单模态系统效率提高42%。

针对技术挑战，研究提出分阶段解决方案：短期（1-3年）重点突破光场显示（分辨率提升至8K/120Hz）、神经辐射场（NeRF）建模精度（当前平均误差4.7米需降至1.2米以下）和边缘计算（将响应延迟从300ms压缩至80ms）。中期（3-5年）需构建跨模态评估标准，开发自适应算法（当前场景适应能力仅达65%）。长期（5年以上）则要实现脑机接口（当前EEG信号识别准确率72%）与群体行为预测模型（准确率需从68%提升至85%）的融合应用。

研究特别强调人机协同的优化方向。通过对比实验发现，当AR导航系统与建筑管理系统（BMS）实时联动时，疏散路径优化效率提升57%。但现有系统存在23%的接口延迟和15%的数据冗余，这需要开发专用协议栈和边缘计算节点。在用户行为层面，研究揭示了"虚实认知冲突"现象：73%的参与者对混合现实中的虚拟障碍物存在路径误判，这为界面设计提供了改进方向。

关于成本效益分析，研究建立动态模型显示：当AR/MR设备成本降至$600以下时，规模化应用的经济性将超过传统培训方式（当前成本比值为2.1:1）。通过优化算法效率（FLOPS需求降低40%），可使单次训练成本从$320降至$110，这对中小型设施具有显著推广价值。

研究最后构建了包含6个一级指标、18个二级指标的评估体系，涵盖技术成熟度（4项）、用户体验（5项）、经济可行性（3项）等维度。该体系已被纳入国际建筑协会（CIB）的ImT应用指南（2025版），并作为评估未来5年技术发展路线图的核心框架。

该研究为ImT在建筑疏散领域的应用提供了系统化的理论框架和实践指南。其突破性在于：首次建立跨模态的疏散效能评估模型，揭示技术参数与疏散绩效的非线性关系；提出分级技术路线图，明确不同阶段的研发重点；创新性地将建筑管理系统与ImT整合，为智慧疏散系统开发指明方向。这些成果不仅填补了现有研究的空白，更为行业应用提供了可量化的决策依据。