Å navigere i et travelt publikum er ofte en vanskelig opplevelse, men noen ganger føles det mye lettere enn andre. I en korridor full av mennesker ser det ut til at folk organiserer seg spontant i baner, mens på et åpent bytorg, reiser folk i alle retninger, og kaster fra den ene siden til en annen.
Men hva avgjør måten folk beveger seg i okkuperte rom?
Karol BacikEn matematiker ved MIT, og kollegene hans har utviklet en matematisk teori som nøyaktig spår fotgjengerflyt og punktet der han endrer organiserte baner til et sammenfiltret mengde. Arbeidet de rapporterte i magasinet PNAs 24. mars kan det hjelpe arkitekter og planleggere av byen til å designe tryggere og effektive offentlige rom som fremmer bestilte folkemengder.
Teamet begynte å skape en matematisk simulering av et bevegelig publikum i forskjellige rom, ved å bruke væskedynamiske ligninger for å analysere bevegelsen av fotgjengere i flere scenarier.
“Hvis du tenker på hele mengden som flyter, i stedet for enkeltpersoner, kan du bruke lignende beskrivelser som væsker,” sa Bacik i en uttalelse. “Hvis du bare bryr deg om globale egenskaper som baner eller ikke, kan du komme med spådommer uten detaljert kunnskap om alle i mengden.”
Matematikk av mengden
Både bredden på rommet og vinklene som folk beveget seg gjennom det, påvirket mengdenes generelle orden i stor grad. Bacik -teamet identifiserte “vinkelforplantningen”, antall mennesker som gikk i forskjellige adresser, for eksempel nøkkelfaktoren i om folk er selvorganiserte i baner.
Relatert: Den 14 -årlige gutten kjent som ‘The Human Calculator’ Breaks 6 World Mathematics Records på 1 dag
Der forplantningen av mennesker som går i forskjellige retninger er relativt liten, som i en smal korridor eller på fortauet, har fotgjengere en tendens til å danne baner og møte trafikken som tilnærmer seg foran. Imidlertid øker et bredere spekter av individuelle reiseinstruksjoner, for eksempel på et åpent torg eller på flyplassen, drastisk sannsynligheten for forstyrrelse når fotgjengere unngår og vever hverandre for å nå sine separate destinasjoner.
Vendepunktet, i henhold til denne teoretiske analysen, var en vinkelforplantning på rundt 13 grader, noe som betyr at de bestilte banene kunne gå ned til uordnende strøm når fotgjengere begynner å reise i mer ekstreme vinkler.
“Alt dette er veldig vanlig,” sa Bacik. “(Men) nå har vi en måte å tallfeste når vi skal vente på baner, denne spontane strømmen, organiserte og trygge, kontra uordnede, mindre effektive, potensielt farligere strømmen.”
Forskerne var imidlertid ivrige etter å undersøke om virkeligheten til en menneskelig mengde bekrefter denne teorien, så de utviklet et eksperiment for å simulere en travel vegovergang. De frivillige, hver med en papirhatt merket med en unik strekkode, ble tildelt flere start- og fullføringsstillinger og ble bedt om å gå mellom motsatte sider av et treningsstudio uten å løpe inn i andre deltakere. Et øvre kammer registrerte hvert scenario, og sporet både bevegelse av individuelle fotgjengere og mengden av mengden.
Den påfølgende analysen av de 45 forsøkene bekreftet viktigheten av vinkelforplantning, og viste en overgang av baner beordret til en uordnet bevegelse i vinkler nær 13 grader teoretisk forutsagt. I tillegg, etter hvert som lidelsen økte, ble fotgjengere tvunget til å bevege seg saktere for å unngå kollisjoner, med en hastighetsreduksjon på omtrent 30% for tilfeldige folkemengder kontra bestilte baner, ifølge utstyret.
Bacik -teamet er nå ute etter å prøve disse spådommene i scenene i den virkelige verden, og forventer at arbeid endelig bidrar til å forbedre overfylte miljøer.
“Vi vil analysere bildene og sammenligne det med teorien vår,” sa han. “Vi kan forestille oss at for alle som designet et offentlig rom, hvis du vil ha en trygg og effektiv fotgjengerflyt, kan arbeidet vårt gi en enklere guide eller noen generelle regler.”
