Źródło: K. Bacik i in. PNAS
Interdyscyplinarna grupa badaczy sformułowała zasady leżące u podstaw powstawania porządku i chaosu w ruchu pieszych w różnych kierunkach w publikacji w „PNAS”. Gdy rozproszenie ścieżek ruchu pieszych przekracza 13 stopni, ich ruch przestaje być płynny, co skutkuje nieuporządkowanymi ścieżkami i tworzeniem się korków.
„Łatwo jest podążać za tłumem. Jednak gdy próbujemy zboczyć ze zwykłej trasy, zaczynają pojawiać się wyzwania — nie tylko dla nas samych, ale także dla osób wokół nas. Jest to szczególnie prawdziwe, gdy próbujemy iść pod prąd” — podsumowuje współautor badania, prof. Grzegorz Sobota z Akademii Wychowania Fizycznego w Katowicach.
Ulica, przejście podziemne, plac publiczny, stadion — to miejsca, w których spotykają się duże grupy osób zmierzających w różnych kierunkach. Każda osoba ma swój własny cel, ale aby do niego dotrzeć, musi poruszać się w tłumie — zazwyczaj bez komunikacji werbalnej lub gestów — unikając przy tym kolizji.
Badania pokazują, że gdy piesi poruszają się prosto, stosunkowo łatwo uniknąć kolizji, a porządek szybko materializuje się w płynnym ruchu — tworzą się spontaniczne pasy, na których piesi idą gęsiego i mijają się bezproblemowo.
Odwrotnie, gdy piesi przemierzają obszar po przekątnej, a ich ścieżki krzyżują się pod różnymi kątami, ruch uliczny zatrzymuje się, co powoduje zatory. Zasady matematyczne rządzące ruchem pieszych zostały sformułowane przez dr Karola Bacika z MIT wraz z prof. Timem Rogersem z University of Bath oraz profesorami AWF Katowice, Grzegorzem Sobotą i Bogdanem Bacikiem, w artykule opublikowanym w szanowanym czasopiśmie „PNAS”.
„Ruch tłumu może wykazywać zarówno porządek, jak i nieporządek, przy czym zatory tworzą się i rozpraszają. Obliczyliśmy warunki, w których następuje przejście od ruchu uporządkowanego do nieuporządkowanego. Stanowi to pierwszą eksperymentalną walidację modelu, który ilustruje istnienie punktu krytycznego” – skomentował główny badacz Karol Bacik z MIT w wywiadzie dla PAP.
W badaniu po każdej stronie sali gimnastycznej ustawiono pięć bramek. Każdemu uczestnikowi przydzielono instrukcje dotyczące bramki startowej i celu podróży. Badano płynność ruchu ulicznego, gdy liczba przecinających się ścieżek wzrastała pod nietypowymi kątami. Na przykład osoby z jednego rogu sali gimnastycznej zostały poinstruowane, aby podchodzić do bramki po przekątnej, podczas gdy inne skierowały się prosto do swoich bramek.
Punkt krytyczny zidentyfikowano przy rozproszeniu kierunku wynoszącym 13 stopni. Oznacza to, że piesi nie szli prostopadle do krawędzi ulicy — wybierając najkrótszą trasę — ale wybierali ścieżki diagonalne pod różnymi kątami, co prowadziło do nieoczekiwanych spotkań osób z przeciwnych stron. W tych scenariuszach prędkość przekraczania spadła nawet o 30 procent, co wcześniej nie było widoczne.
Symulacje ruchu tłumu są już stosowane w projektowaniu dużych obiektów i przestrzeni publicznych. Jednak nowe badania oferują nie tylko prostszy, ale także dokładniejszy opis takiego zachowania, umożliwiając tworzenie ulepszonych symulacji. Pomogą one przewidzieć, czy ruch będzie uporządkowany i czy modyfikacje, takie jak dodawanie lub usuwanie barier lub ograniczeń ruchu, poprawią czy utrudnią ruch.
Dlatego szerokie przejścia dla pieszych, których celem jest przyspieszenie ruchu — zachęcanie do chodzenia po przekątnej w kierunku celów — nie zawsze mogą działać skutecznie. Podobnie, skrzyżowania, na których samochody zatrzymują się, aby umożliwić pieszym przejście w dowolnym kierunku, mogłyby zostać ponownie ocenione. Wszystkie te czynniki można teraz obliczyć z większą skutecznością.
W przeciwieństwie do cząsteczek w płynach, ludzie różnią się od siebie, posiadają stany psychologiczne i mogą podejmować świadome decyzje. „Kolejna faza badań będzie miała na celu stworzenie dokładniejszego modelu, który odzwierciedlałby wpływ indywidualności w tłumie. Obecne dane sugerują już, że nie wszyscy zachowują się tak samo w tłumie” – zauważył prof. Sobota.
„Aby odkryć niezwykłe tematy naukowe i badawcze, które nigdy nie zostały zbadane, nie trzeba sięgać gwiazd” – uśmiecha się Karol Bacik. Czasami samo spojrzenie przez okno może ujawnić temat, który wciąż kryje wiele tajemnic.
Ludwik Tomal (PAP)
lt/ pasek/
