Kamščiai ir siauros vietos: kaip perskaityti minią, kol ji netapo problema

Minia, kuriai išsiskirstyti iš perono prireikė dvidešimties minučių, prieš dešimt minučių buvo visiškai tvarkinga. Niekas nepanikavo, tvarkaraštyje niekas nepasikeitė, ir vis dėlto lengvai valdoma keleivių grupė virto lėtai slenkančia, nepatogia žmonių spūstimi, užblokavusia du išėjimus. Kamščiai minioje paprastai taip ir atrodo: tarsi atsiradę staiga, nors iš tikrųjų taip nėra.

Srautas, tankis ir riba, nuo kurios pralaidumas krinta

Pėsčiųjų dinamikoje tankio ir srauto ryšys iš pradžių gali atrodyti atvirkščias. Iki vidutinio tankio papildomi žmonės koridoriuje ar vestibiulyje bendrą srautą didina, nes erdvė išnaudojama efektyviau. Peržengus ribą, žmonės ima lėtinti žingsnį, kad išvengtų kontakto, juostos ima trukdyti viena kitai, ir bendras pralaidumas krinta, nors minia didėja. Kraštutiniais atvejais, pavyzdžiui, prie festivalio vartų ar išeinant iš stadiono, sistema gali beveik visiškai sustoti.

Šis ryšys gerai aprašytas pėsčiųjų inžinerijos literatūroje. Architektai pagal jį projektuoja evakuacijos kelius, transporto operatoriai nustato vestibiulių dydį, o renginių planuotojai skaičiuoja, per kiek laiko erdvė ištuštės. Kai tai suprantate, kitas žingsnis yra išmatuoti šį ryšį savo erdvėje.

Grupių problema, kurios dauguma operatorių nepastebi

Paprastas žmonių skaičius praleidžia struktūrinę komplikaciją: dauguma žmonių minioje neina vieni.

2010 m. Moussaïdo, Perozo, Garnier, Helbingo ir Theraulaz tyrimas, paskelbtas žurnale PLoS ONE, nustatė, kad iki 70 % stebėtų pėsčiųjų prekybos gatvėje ėjo socialinėmis grupėmis (poros, šeimos, kolegos, nedidelės kompanijos).

Grupės elgiasi kitaip nei pavieniai pėstieji. Esant mažam tankiui, jos eina greta, sudarydamos liniją per visą taką. Tokia rikiuotė patogi bendrauti, tačiau užima daug pločio. Tankiui didėjant, linija išlinksta: viduryje einantis žmogus kiek atsilieka, o kraštiniai priartėja vienas prie kito ir sudaro į priekį atsivėrusią V raidę. V užima mažiau pločio, bet judėjimo kryptimi tampa ilgesnė. Todėl grupių pilnas koridorius savo faktinę talpą pasiekia anksčiau, nei rodytų paprastas žmonių skaičius.

Grupių poveikis ypač svarbus transporto mazguose ir oro uostuose, kur pasikeitę vartai, vėlavimai ir pranešimai apie peronus gali staiga pajudinti dideles šeimų grupes. Siaura vieta, kuri antradienį be vargo praleidžia į darbą skubančius keleivius, šeštadienį gali visiškai neatlaikyti, kai tas pats koridorius pilnas grupių su lagaminais.

Kur susidaro siauros vietos

Siauros vietos telkiasi prie nuspėjamų erdvės ypatybių:

• Perėjimai iš plačios į siaurą erdvę: vestibiulis, kuris susiaurėja iki vienų durų užtvaro, arba atvira aikštė, virstanti pėsčiųjų tiltu.
• Priešpriešiniai srautai: sankryžos, kuriose du srautai susikerta ar susilieja, tarsi nereguliuojama sankryža pėstiesiems.
• Nevienodas aptarnavimo greitis: bilietų užtvarai, saugumo patikros juostos ir įlaipinimo eilės, kurios praleidžia žmones skirtingu greičiu, todėl prieš lėčiausią vietą kaupiasi žmonės. Jei lėta vieta yra kasa ar aptarnavimo stalas, susikaupimas tampa ir komercine problema: pirkėjai, pamatę ilgą eilę, perka mažiau, o kai kurie tiesiog išeina.
• Traukos taškai: informaciniai ekranai, išvykimų tablo, maisto kioskai ar bet kas, dėl ko žmonės srauto viduryje sustoja ar sulėtėja.

Traukos taškai dažniausiai būna nuvertinami.

Įsivaizduokite išvykimų ekraną koridoriuje, kuriame srautas iki tol judėjo be kliūčių. Jei prie jo sustoja pakankamai žmonių, eilė už jų gali nusidriekti toli nuo paties ekrano.

Ankstyvųjų signalų skaitymas

Patyręs operatorius dažnai gali pastebėti besiformuojantį kamštį, kol jis netapo problema, iš to, kaip atrodo eilė, ar iš to, kokiu tempu žmonės atvyksta į sankryžą, palyginti su išeinančiaisiais. Sunkumas yra mastas: vienas apmokytas žmogus negali vienu metu aprėpti šešių vestibiulio sankryžų, keturių saugumo patikros juostų ir dviejų išėjimų iš perono.

Nuolatiniai anoniminiai jutiklių duomenys tai keičia. Kai kiekviename matavimo taške registruojamas atvykstančių ir išvykstančių skaičius, viską apskaičiuoja matematika, o užimtumas realiuoju laiku kiekvienoje zonoje paverčia tai skaičiumi, pagal kurį operatorius gali veikti. Jei skaičiavimas nuolat rodo, kad į sankryžos atkarpą įeina daugiau žmonių, nei iš jos išeina, tai ankstyvas susikaupimo signalas. Skirtumas tarp atvykimo ir išvykimo intensyvumo, matuojamas minutėmis, o ne įvertinamas iš akies, duoda operatoriams laiko veikti: atidaryti papildomus vartus, pastatyti tvarkdarį srautui nukreipti, paskelbti pranešimą viešajame ekrane.

Arenų ir stadionų operatoriai šį metodą pritaikė vieni pirmųjų, iš dalies todėl, kad išėjimo metu rizika didžiausia, o iš dalies todėl, kad renginių laikas padaro srautų piką nuspėjamą, taigi ir suplanuojamą. Ta pati logika tinka oro uostams su išvykimų bangomis ar traukinių stotims, kur piko valandų dėsningumai kasdien šiek tiek skiriasi, bet yra pakankamai pastovūs, kad juos būtų galima modeliuoti.

Hibridinis matavimas sudėtingiems objektams

Nė vienas jutiklio tipas netinka visiems atvejams. Judrus oro uosto terminalas jungia ilgas atviras erdves, kur Wi-Fi pateikia puikius apibendrintus srautų duomenis, siauras duris ir koridorius, kur 3D gylio jutiklių skaitikliai užtikrina didelę skyrą ir tikslumą kas minutę, ir lauko aikšteles prie įėjimų, kur labiau tinka kameromis grįsti metodai.

Hibridiniai lankytojų srautų skaičiavimo sprendimai derina šiuos metodus taip, kad kiekviena objekto dalis būtų matuojama jai labiausiai tinkančia technologija, o rezultatai sujungiami į vieną veiklos vaizdą. Praktiškai tai reiškia, kad operatorius pirmadienio rytą 8:47 mato, jog šiaurinėje saugumo patikros juostoje žmonės kaupiasi greičiau nei pietinėje, ir gali veikti, kol eilė nepasiekė liftų.

Ankstyvieji įspėjimai ir privatumo klausimas

Minios srautų matavimo nauda veiklai akivaizdi, o pilietinių laisvių klausimas nusipelno tiesaus atsakymo.

Norint suskaičiuoti, kiek žmonių juda per sankryžą ar koks tankus tapo zona, nieko identifikuoti nereikia. Duomenys, kuriais grindžiamas įspėjimas apie minios srautus (kiek signalų, kiek kartų nutrūko jutiklio spindulys), yra anoniminiai ir apibendrinami dar prieš pasiekdami bet kurį operatoriaus ekraną. Niekieno kelionė neregistruojama, ir joks veidas nelyginamas su duomenų baze.

Viešosiose erdvėse matavimų daugėja, todėl šis skirtumas tampa vis svarbesnis. Oro uostui ar transporto operatoriui saugiai valdyti siaurą vietą padeda minios lygmens duomenys, o technologija juos gali pateikti nestebėdama atskirų asmenų.

Veikti, kol eilė nepasiekė liftų

Sąlygos, dėl kurių minia užblokavo tuos išėjimus iš perono (siauras išėjimas, didesnis nei įprasta atvykstančiųjų srautas, šeštadienį gausu grupių tarp keleivių), buvo išmatuojamos iš anksto. Kamštį buvo galima numatyti, tik niekas jo nematavo.

Nuolatinis anoniminis srautų matavimas žinomą struktūrinę riziką paverčia tuo, ką galite matyti ir valdyti. Siaura vieta niekur nedings, bet žinosite, kur didėja spaudimas, dar prieš jam pasiekiant ten esančius žmones, todėl ji Jūsų nebeužklups netikėtai.

Kaip tai taikoma dideliu mastu: žiūrovų srautai stadionuose ir arenose ir hibridiniai lankytojų srautų skaičiavimo sprendimai aprašo matavimo sluoksnį, o keleivių srautai transporto mazguose aprašo veiklos vaizdą.

Šaltiniai

• Moussaïd, M., Perozo, N., Garnier, S., Helbing, D., & Theraulaz, G. (2010). The walking behaviour of pedestrian social groups and its impact on crowd dynamics. PLoS ONE, 5(4), e10047. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0010047
• Weidmann, U. (1993). Transporttechnik der Fussgänger: Transporttechnische Eigenschaften des Fussgängerverkehrs (IVT Schriftenreihe 90). ETH Zürich. https://doi.org/10.3929/ethz-b-000242008
• Helbing, D., & Molnár, P. (1995). Social force model for pedestrian dynamics. Physical Review E, 51(5), 4282–4286. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.51.4282
• Helbing, D., Johansson, A., & Al-Abideen, H. Z. (2007). Dynamics of crowd disasters: An empirical study. Physical Review E, 75(4), 046109. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.75.046109
• Lu, Y., Musalem, A., Olivares, M., & Schilkrut, A. (2013). Measuring the effect of queues on customer purchases. Management Science, 59(8), 1743–1763. https://doi.org/10.1287/mnsc.1120.1686