Fodgængere holder en 75 cm komfortzone for at forhindre kollisioner

Fodgængere undgår konstant kollisioner med modkørende. Meter på forhånd ændrer de ubevidst deres gangbro for at passere hinanden. Fysikere ved Eindhoven University of Technology i samarbejde med amerikanske og italienske forskere analyserede 5 millioner fodgængerbevægelser på togstationen Eindhoven. De opdagede, at folk ønsker at holde en gennemsnitlig afstand på mindst 75 cm. Professor Federico Toschi og postdoc Alessandro Corbetta offentliggør disse resultater i dag i tidsskriftet Fysisk gennemgang E .

Fra alle de data, der er taget, omkring 9, 000 fodgængerpar viste sig at være på kurs mod hinanden, med risiko for sammenstød. Corbetta:"Cirka 40 par af disse stødte faktisk ind i hinanden. De resterende par tilpassede deres gangbroer, indtil de var mindst 140 cm fra hinanden og derfor kunne forhindre et sammenstød."

Ved hjælp af disse 'big data, 'forskerne udviklede en model, der statistisk meget præcist kan forudsige fodgængers bevægelser. Dette giver en mulighed for på forhånd at vide, hvor mange fodgængere, for eksempel, af en gruppe på 1000 mennesker, vil køre, gå, undvige, vende om eller kollidere i et defineret område, f.eks. en gang eller tunnel.

To sociale kræfter forhindrer sammenstød

Corbetta:"For at bygge vores model, vi fandt to 'sociale interaktionskræfter', der spiller en rolle:en langdistancekraft baseret på vision og en kortdistancekraft til forebyggelse af hårde kontakter. Som en effekt af disse kræfter, folk ændrer deres nuværende stier for at forhindre kollisioner. "

Med denne forskning, Toschi og Corbetta forsøger at skubbe applikationsområderne for væskedynamik endnu mere. Væskedynamik omfatter ikke kun bevægelsen af ​​gaspartikler i et rum, vand i havet, eller korn i et timeglas:de inkluderer også dynamikken i aktivt flydende stof, såsom flokke af fugle, fisker i en stime eller fodgængere i en mængde. Fysik og væskedynamik kan hjælpe os med at forstå strømmen af ​​disse mindre traditionelle systemer og, på samme tid, studiet af aktivt flydende stof bringer nye udfordringer, der kan kaste nyt lys over etablerede tilgange.

Forskningen i denne undersøgelse bygger på deres tidligere udviklede model for et par mennesker, der går langs en korridor.

Toschi:"I 2014 overvågede vi en korridor til kantinen i Metaforum -bygningen på TU/e ​​-campus i cirka 12 måneder. De to sociale kræfter, som vi ser i den nuværende forskning på Eindhoven togstation, blev med succes inkorporeret i den tidligere model. På denne måde, vi forlænger langsomt den enkleste model til at forudsige fodgængers bevægelser. "

Begge undersøgelser viser, at statistisk set der ser ud til at eksistere robuste universelle træk ved crowd flow, uafhængig af den specifikke indstilling. "Vi så i vores data, at omkring en ud af 1000 mennesker ville stoppe og vende deres baner, at forlade tunnelen eller korridoren fra samme side, som de kom ind i den. Selvom de gik alene og uanset motivationen. Vi målte dette både på togstationen og på campus. Udførelse af virkelige eksperimenter er derfor afgørende for at presse vores forståelse. Du ville aldrig have målt disse funktioner i et laboratorieeksperiment, hvor deltagerne instrueres i at udføre handlinger, "Forklarer Toschi.

Samme sensorer som spilkonsollinjen

Til deres forskning, Toschi og Corbetta installerede 4 luftsensorer foran på undersiden af ​​Eindhoven station. I seks måneder (mellem september 2014 og april 2015) observerede de alle fodgængere inden for en zone på 3m x 9m. Sensorerne bruger en infrarød laserbelysning til at konstruere et sort / hvidt "dybdebillede" af scenen. I et dybtgående billede, fodgængerhoveder, som er tættest på sensoren, resultere i en mørkegrå plet, mens skuldre, som er lidt længere væk, vises i lysere nuance. Dette tillod forskerne, takket være algoritmer udviklet i huset, at lokalisere og spore alle de enkelte fodgængere og deres hastighed.

Corbetta:"Vores sensorer fungerer på samme måde som spillekonsoller, der registrerer bevægelse med en bjælke over dit tv. Disse sensorer har store fordele:de fungerer godt, selv i mørket, og de går ikke på kompromis med ens privatliv. De indsamlede data involverer kun dybdeværdier repræsenteret i grå nuancer. "

Styr fodgængere ubevidst

For Toschi og Corbetta er denne forskningsaktivitet langt fra afsluttet. "Jeg forsøger altid at gå et skridt videre i kompleksiteten af ​​fodgængerbevægelser. Jeg drømmer om til sidst at forstå dynamikken i en hel tæt skare, "siger Toschi, "Vi arbejder nu på at evaluere resultaterne fra vores forsøg på Glow 2017, kaldet 'Moving lights.' Der, sammen med Intelligent Lighting Institute (ILI) og Philips Lighting, vi kiggede på, om vi kunne lede mennesker ved hjælp af lys. Vi lader fodgængere vælge at forlade vores udstilling gennem venstre eller højre udgang. Brug af lys med forskellige intensitetsniveauer, vi havde til formål at ændre routingbeslutninger til fordel for en af ​​de to udgange. De første resultater indikerer nu, at det faktisk ser ud til at være muligt at styre mennesker.

Vi oprettede også et eksperiment i Naturalis -museet i Leiden, hvor vi undersøger opførsel af skolebørn, der alle skal gå gennem den ene indgangsport. Vi sigter mod snart at offentliggøre begge resultater. "