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 rozbieżność ścieżek ruchu pieszych przekracza 13 stopni, ich ruch przestaje być płynny, co prowadzi do tworzenia się korków zamiast uporządkowanych ścieżek.
„Łatwo jest podążać za tłumem. Jednak gdy próbujemy zboczyć z ustalonej trasy, pojawiają się wyzwania — nie tylko dla nas samych, ale także dla osób wokół nas. Jest to szczególnie prawdziwe, gdy chcemy iść pod prąd” — podsumowuje współautor badania, prof. Grzegorz Sobota z Akademii Wychowania Fizycznego w Katowicach.
Droga, przejście podziemne, plac publiczny, stadion — to środowiska, w których zbiegają się tłumy osób podróżujących 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.
Wyniki wskazują, że gdy piesi idą prosto, uniknięcie kolizji jest stosunkowo łatwe, a w ruchu pieszych szybko rozwija się poczucie porządku — pasy ruchu tworzą się spontanicznie, a ludzie idą po kolei i płynnie się mijają.
Odwrotnie, gdy piesi zaczynają przemierzać obszar po przekątnej, a ścieżki przecinają się pod wieloma kątami, ruch zatrzymuje się, co powoduje zatory. Zasady matematyczne rządzące ruchem pieszych zostały szczegółowo opisane przez dr Karola Bacika z MIT, wraz z prof. Timem Rogersem z University of Bath i profesorami z AWF Katowice — Grzegorzem Sobotą i Bogdanem Bacikiem — w artykule opublikowanym w szanowanym czasopiśmie „PNAS”.
„Ruch tłumu może być ustrukturyzowany, chaotyczny, a korki uliczne mogą się tworzyć i rozpraszać. Obliczyliśmy, kiedy i jak następuje przejście od ruchu uporządkowanego do nieuporządkowanego. To pierwsza eksperymentalna walidacja modelu, ilustrująca pojawienie się progu krytycznego” – stwierdził główny badacz, Karol Bacik z MIT, w wywiadzie dla PAP.
W eksperymencie po obu stronach sali gimnastycznej ustawiono pięć bramek. Każdy uczestnik otrzymał instrukcje, od której bramki zacząć i do której dotrzeć. Badano, jak płynnie będzie działał ruch pieszych, gdy liczba przecinających się ścieżek pod nietypowymi kątami wzrośnie. Na przykład osoby z jednego rogu sali gimnastycznej otrzymały polecenie, aby skierować się do bramki po przekątnej, podczas gdy inni udali się bezpośrednio do wyznaczonych bramek.
Zaobserwowano, że punkt krytyczny wystąpił, gdy rozproszenie kierunkowe osiągnęło 13 stopni. Oznacza to, że piesi nie szli prostopadle do krawędzi ulicy — wybierając najkrótszą ścieżkę — ale wybierali trasy diagonalne pod różnymi kątami, co wymagało nieoczekiwanych interakcji między osobami z przeciwnych stron. W takich scenariuszach prędkość przechodzenia na drugą stronę spadała nawet o 30 procent, co nie zostało wcześniej zauważone.
Symulacje ruchu tłumu są już wykorzystywane w projektowaniu dużych struktur lub przestrzeni publicznych. Jednak nowe badania przyniosły nie tylko bardziej bezpośredni, ale także bardziej precyzyjny opis takich zachowań; teraz można je wykorzystać do opracowania ulepszonych symulacji. Umożliwią one przewidywanie, czy ruch pieszych będzie uporządkowany czy chaotyczny. Ponadto pomogą one ustalić, czy wdrożenie lub usunięcie barier lub kontroli ruchu poprawi czy utrudni ruch.
Czy możliwe, że szerokie przejścia dla pieszych, zaprojektowane w celu przyspieszenia ruchu — zachęcające do chodzenia po przekątnej w kierunku celów — nie zawsze działają skutecznie? Podobnie, skrzyżowania, na których pojazdy zatrzymują się, aby umożliwić pieszym przejście po przekątnej, mogłyby zostać ponownie ocenione. Wszystko to można teraz obliczyć z większą dokładnością.
W przeciwieństwie do cząsteczek w płynach, ludzie różnią się od siebie, posiadając stany psychologiczne i zdolność do świadomego podejmowania decyzji. „Kolejna faza badań skupi się na opracowaniu dokładniejszego modelu, który lepiej oddaje rolę indywidualności w tłumie. Obecne dane wskazują już, że nie wszyscy zachowują się tak samo w tłumie” – zauważył prof. Sobota.
„Aby odkryć niezwykłe tematy naukowe i badawcze, które jeszcze nie zostały zbadane, nie trzeba sięgać gwiazd” – mówi z uśmiechem Karol Bacik. Czasami samo spojrzenie przez okno może ujawnić tematy, które wciąż są owiane tajemnicą.
Ludwik Tomal (PAP)
lt/ pasek/
