Publikacja Zespołu Badawczego nr 4 w PNAS Proceedings of the National Academy of Sciences

„Publikacja pracowników AWF Katowice w prestiżowym czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS): Order-disorder transition in multidirectional crowds”

W artykule opublikowanym w dniu 24.03.2025 r. w Proceedings of the National Academy of Sciences przez zespół dr Karol Bacik (MIT), dr hab. Grzegorz Sobota (AWF Katowice), prof. Bogdan Bacik (AWF Katowice) oraz prof. Tim Rogers (University of Bath) rozważany jest scenariusz, w którym piesi poruszają się po ruchliwym przejściu dla pieszych. Zespół przeanalizował te zachowania za pomocą symulacji matematycznych, biorąc pod uwagę wiele kątów, pod którymi osoby mogą przechodzić przez ulicę oraz manewry unikowe, które mogą wykonywać, próbując dotrzeć do celu, unikając po drodze wpadania na innych pieszych. Naukowcy przeprowadzili również eksperymenty na obiektach AWF Katowice i zbadali, jak ich uczestnicy przemierzali wskazany obszar, aby dotrzeć do określonych miejsc. Dzięki modelom matematycznym i eksperymentowi zespół zidentyfikował kluczową miarę, która określa, czy ruch pieszy jest uporządkowany, tak że w przepływie tworzą się wyraźne pasy, czy nieuporządkowany, w którym nie ma rozróżnialnych ścieżek. Parametr ten, zwany „rozrzutem kątowym”, opisuje liczbę osób idących w danym kierunku. Jeśli, na przykład, przejście dla pieszych ma stosunkowo mały rozrzut kątowy, oznacza to, że większość pieszych idzie w jednym z zaledwie kilku kierunków, aby przejść, a bardziej uporządkowany ruch uliczny jest prawdopodobny. Jeśli jednak przejście dla pieszych ma większy rozrzut kątowy, oznacza to, że istnieje wiele kierunków, które piesi mogą obrać, aby przejść, z większą szansą na nieporządek. W rzeczywistości naukowcy ustalili punkt, w którym ruch pieszych może przejść od porządku do nieporządku. Stwierdzili, że punktem tym jest rozrzut kątowy wynoszący około 13 stopni, co oznacza, że jeśli piesi nie idą prosto, ale zamiast tego skręcają pod kątem większym niż 13 stopni, może to spowodować, że tłum stanie się nieuporządkowany i doprowadzić do sytuacji niebezpiecznej.

„To wszystko jest bardzo zdroworozsądkowe” - mówi K. Bacik, który jest wykładowcą matematyki stosowanej na MIT. „Pytanie brzmi, czy możemy opisać precyzyjnie i matematycznie gdzie jest przejście między chaosem i porządkiem. Teraz mamy sposób na ilościowe określenie, kiedy należy spodziewać się pasów ruchu - tego spontanicznego, zorganizowanego, bezpiecznego przepływu - w porównaniu z nieuporządkowanym, mniej wydajnym, potencjalnie bardziej niebezpiecznym przepływem”.

Zapraszamy do zapoznania się z artykułem dostępnym publicznie pod adresem:

https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2420697122

K.A. Bacik, G. Sobota, B.S. Bacik, & T. Rogers, Order–disorder transition in multidirectional crowds, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (14) e2420697122, https://doi.org/10.1073/pnas.2420697122 (2025).