Źródło: K. Bacik i in. PNAS
Interdyscyplinarna grupa badaczy szczegółowo opisała dynamikę porządku i chaosu w ruchu pieszych w różnych kierunkach w publikacji w „PNAS”. Gdy kąt rozproszenia ruchu pieszych przekracza 13 stopni, ruch płynny ustaje, co prowadzi do tworzenia się korków zamiast zorganizowanych ścieżek.
„Łatwo jest podążać za tłumem. Jednak gdy próbujemy zboczyć z konwencjonalnej drogi, pojawiają się komplikacje — nie tylko dla nas samych, ale także dla osób wokół nas. Jest to szczególnie prawdziwe, gdy chcemy płynąć pod prąd” — stwierdza prof. Grzegorz Sobota z Akademii Wychowania Fizycznego w Katowicach, współautor badania.
Obszary takie jak pasy ruchu, przejścia podziemne, place miejskie i stadiony to miejsca, w których spotykają się duże grupy osób podróżujących w różnych kierunkach. Każda osoba ma unikalny 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 poruszają się prosto, unikanie kolizji jest stosunkowo proste, a ich ruch szybko wprowadza porządek, co skutkuje spontanicznym tworzeniem się pasów, na których ludzie mogą iść kolejno i mijać się bez przeszkód.
Odwrotnie, jeśli piesi zdecydują się przekroczyć obszar po przekątnej, przecinając swoje ścieżki pod różnymi kątami, ruch uliczny zatrzymuje się, co prowadzi do zatorów. Matematyczne zasady rządzące ruchem pieszych zostały sformułowane przez dr Karola Bacika z MIT, wraz z prof. Timem Rogersem z University of Bath oraz profesorami Grzegorzem Sobotą i Bogdanem Bacikiem z AWF Katowice w artykule opublikowanym w szanowanym czasopiśmie „PNAS”.
„Ruch tłumu może wykazywać porządek lub nieporządek, a korki uliczne mogą zarówno powstawać, jak i zanikać. Obliczyliśmy warunki, w których następuje przejście od ruchu uporządkowanego do nieuporządkowanego. Stanowi to pierwszą eksperymentalną walidację modelu pokazującą obecność punktu krytycznego” – zauważył Karol Bacik z MIT, główny badacz badania, w rozmowie z PAP.
W ich eksperymencie ustalono pięć punktów wejścia po każdej stronie siłowni. Uczestnicy otrzymali instrukcje dotyczące bramek startowych i docelowych. Badali, jak płynnie przepływał ruch, gdy więcej ścieżek przecinało się pod nietypowymi kątami. Na przykład niektórym osobom polecono poruszać się po przekątnej do jednej bramki, podczas gdy inni podchodzili bezpośrednio do swoich bramek.
Zaobserwowano, że punkt krytyczny wystąpił, gdy rozproszenie kierunkowe osiągnęło 13 stopni. Oznacza to, że piesi nie przechodzili prostopadle do krawędzi ulicy — wybierając najkrótszą trasę — ale wybierali ścieżki diagonalne pod różnymi kątami, co wymagało nieoczekiwanego przechodzenia między osobami z przeciwnych stron. W takich scenariuszach prędkość przechodzenia spadała nawet o 30 procent, co wcześniej było niejasne.
Symulacje ruchu tłumu są już stosowane w projektowaniu dużych obiektów i przestrzeni publicznych. Jednak nowe badania przyniosły nie tylko prostszy, ale i dokładniejszy opis takich zachowań; umożliwiają one opracowanie ulepszonych symulacji. Te ulepszenia pomogą przewidzieć, czy ruch będzie uporządkowany i ocenić, czy wprowadzenie lub usunięcie barier lub przepisów ruchu drogowego ułatwi czy utrudni ruch.
W związku z tym pojawia się pytanie: czy szerokie przejścia dla pieszych, których celem jest przyspieszenie ruchu — zachęcanie do podróży po przekątnej do miejsc docelowych — zawsze działają skutecznie? Podobnie skrzyżowania, na których pojazdy zatrzymują się, aby umożliwić pieszym przejście po przekątnej w dowolnym kierunku. Wszystkie te czynniki można teraz analizować z większą dokładnością.
W przeciwieństwie do cząsteczek w płynie, jednostki są wyjątkowe, posiadają stany psychologiczne i mogą podejmować świadome wybory. „Kolejna faza naszych badań będzie miała na celu stworzenie dokładniejszego modelu, który lepiej zilustruje znaczenie indywidualności w tłumie. Obecne dane wskazują, że nie wszyscy zachowują się w tłumie jednakowo” – skomentował prof. Sobota.
„Aby odkryć niezwykłe tematy naukowe i badawcze, które nigdy nie zostały zbadane, nie trzeba patrzeć w gwiazdy” – uśmiecha się Karol Bacik. Czasami samo patrzenie przez okno może ujawnić tematy obciążone nieopowiedzianymi tajemnicami.
Ludwik Tomal (PAP)
lt/ pasek/
