غالبًا ما يكون التنقل بين حشد مزدحم تجربة غريبة، ولكن في بعض الأحيان، يبدو الأمر أسهل بكثير من الآخرين. في ردهة مزدحمة، يبدو الناس وكأنهم ينظمون أنفسهم بشكل عفوي في ممرات، بينما في ساحة المدينة المفتوحة، يسافر الناس في كل اتجاه، ويندفعون من جانب إلى آخر.

ولكن ما الذي يحدد الطريقة التي يتحرك بها الناس في الأماكن المزدحمة؟

كارول باسيكطور عالم الرياضيات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وزملاؤه نظرية رياضية تتنبأ بدقة بتدفق المشاة والنقطة التي يتغير فيها من الممرات المنظمة إلى حشد متشابك. العمل الذي ذكروه في المجلة بناس يمكن أن يساعد يوم 24 مارس المهندسين المعماريين ومخططي المدن في تصميم أماكن عامة أكثر أمانًا وكفاءة تعزز الحشود المنظمة.

بدأ الفريق بإنشاء محاكاة رياضية لحشد متحرك في مساحات مختلفة، باستخدام معادلات ديناميكيات السوائل لتحليل حركة المشاة عبر سيناريوهات مختلفة.

وقال باشيك في مقال: "إذا فكرت في تدفق الحشد بأكمله، وليس الأفراد، فيمكنك استخدام أوصاف تشبه السوائل". إفادة. "إذا كنت تهتم فقط بالخصائص العالمية مثل، هل هناك ممرات أم لا، فيمكنك إجراء تنبؤات دون معرفة تفصيلية بكل شخص في الحشد."

الرياضيات الحشد

أثر كل من عرض المساحة والزوايا التي يتحرك بها الأشخاص عبرها بشكل كبير على الترتيب العام للحشد. حدد فريق باجيك "الانتشار الزاوي" - عدد الأشخاص الذين يسيرون في اتجاهات مختلفة - باعتباره العامل الرئيسي في ما إذا كان الناس ينظمون أنفسهم في الممرات.

متعلق ب: فتاة تبلغ من العمر 14 عامًا والمعروفة باسم "الآلة الحاسبة البشرية" تحطم 6 أرقام قياسية عالمية في الرياضيات في يوم واحد

عندما يكون انتشار الأشخاص الذين يسيرون في اتجاهات مختلفة صغيرًا نسبيًا - كما هو الحال في ممر ضيق أو على الرصيف - يميل المشاة إلى تشكيل ممرات ومواجهة حركة المرور القادمة وجهاً لوجه. ومع ذلك، فإن النطاق الأوسع لاتجاهات السفر الفردية - على سبيل المثال، في ساحة مفتوحة أو بهو المطار - يزيد بشكل كبير من احتمال حدوث الفوضى عندما يراوغ المشاة ويلتفون حول بعضهم البعض للوصول إلى وجهاتهم المنفصلة.

كانت نقطة التحول، وفقًا لهذا التحليل النظري، عبارة عن انتشار زاوي يبلغ حوالي 13 درجة، مما يعني أن الممرات المنظمة يمكن أن تنحدر إلى تدفق غير منتظم بمجرد أن يبدأ المشاة في السفر بزوايا أكثر تطرفًا.

وقال باسيك: "هذا كله منطق سليم للغاية". "(لكن) لدينا الآن طريقة لتحديد الوقت المناسب لتوقع الممرات - هذا التدفق التلقائي والمنظم والآمن - مقابل التدفق غير المضطرب والأقل كفاءة والذي يحتمل أن يكون أكثر خطورة."

ومع ذلك، حرص الباحثون على التحقق مما إذا كانت حقيقة الحشد البشري تدعم هذه النظرية، لذلك ابتكروا تجربة لمحاكاة عبور طريق مزدحم. تم تخصيص وضعيات مختلفة للبداية والنهاية للمتطوعين، الذين كان كل منهم يرتدي قبعة ورقية تحمل رمزًا شريطيًا فريدًا، وطُلب منهم المشي بين الجانبين المتقابلين من صالة الألعاب الرياضية دون الاصطدام بالمشاركين الآخرين. سجلت كاميرا علوية كل سيناريو، وتتبعت حركة المشاة الفردية والحركة العامة للحشد.

أكد التحليل اللاحق للتجارب الـ 45 أهمية الانتشار الزاوي، مما يدل على الانتقال من الممرات المنظمة إلى الحركة غير المنتظمة في زوايا قريبة من 13 درجة المتوقعة نظريًا. علاوة على ذلك، مع زيادة الفوضى، وجد الفريق أن المشاة اضطروا إلى التحرك ببطء أكثر لتجنب الاصطدامات، مع انخفاض السرعة بنسبة 30٪ تقريبًا للحشود العشوائية مقابل الممرات المنظمة.

ويتطلع فريق باجيك الآن إلى اختبار هذه التوقعات في سيناريوهات العالم الحقيقي، ويأملون أن يساعد هذا العمل في النهاية على تحسين البيئات المزدحمة.

وقال: "نود تحليل اللقطات ومقارنتها بنظريتنا". "يمكننا أن نتخيل أنه بالنسبة لأي شخص يقوم بتصميم مساحة عامة، إذا كان يرغب في الحصول على تدفق آمن وفعال للمشاة، فإن عملنا يمكن أن يوفر مبادئ توجيهية أبسط، أو بعض القواعد الأساسية."