Túlélni a szigetes tömeget

2009.08.11. 13:38
30 hozzászólás

A tömeg ereje félelmetes, ha nem tartják kordában, embereket is ölhet. Nem azért, mert a tömeg gonosz, hanem mert nincs más választása. A fizikusok kamerákkal és fejlett modellekkel figyelik a tömeg viselkedését, ezeknek a kutatásoknak számtalan alkalmazási területe létezik. Használják az eredményeit többek között stadionok menekülési útvonalainak megtervezésénél, forgalmas kikötők közlekedésének megszervezésénél, vagy éppen akkor, ha egy filmben szimulálni kell több tízezer orkot.

Amikor néhány éve megjelentek a Szigeten a tömeget a színpad előtt hosszában kettéosztó fémkordonok, osztatlan ellenszenvet váltottak ki a napi- és hetijegyesekből. Sok helyet foglaltak el, ráadásul pont középen, ahonnan a legkényelmesebben rálátni a színpadra. Pedig a kordont éppen azért húzták fel, hogy megvédjék a tömeget – saját magától.

A tömeg megosztott ereje

2000 nyarán a patinás roskildei fesztiválon a Pearl Jam koncertjén kilencen meghaltak és többen megsebesültek, amikor a tömeg túlságosan összezsúfolódott a színpad előtt. A szerencsétlenül járt fesztiválózók a földre estek, a tömeg pedig egyszerűen agyonnyomta őket. A tragédia után kezdett el terjedni a kordonos megoldás, ami azzal, hogy kettévágja a tömeget, az erejét is megosztja.

„A tömeg belsejében lévő tereptárgyak gyakran akadályozzák a mozgást, de pontosan emiatt hasznosak is lehetnek” – magyarázza Farkas Illés, az MTA-ELTE Statisztikus és Biológiai Fizika kutatócsoportjának tudományos főmunkatársa. „Egy túlságosan nagy tömeg összenyomhatja a színpad közelében állókat. Ha azonban van néhány olyan tereptárgy a tömegben, ami nem mozdítható, akkor azok felosztják a tömeget és megfogják a hátulról jövő tömeg nyomásának nagy részét. Ez az elöl állók számára sokkal biztonságosabbá teheti a koncertet.”

Gyászolnak a roskildei tragédia helyszínén
Gyászolnak a roskildei tragédia helyszínén

Farkas Illés az emberek csoportos mozgását vizsgáló kutatásokat végzett Vicsek Tamás fizikus akadémikussal és a most Zürichben dolgozó Dirk Helbing professzorral. Mint mondja, emiatt a fesztiválokon ő már kicsit más szemmel nézi az álló vagy mozgó tömeget: előbb észreveszi, hogy a tömegben hol érhet sérülés valakit, és próbál másfelé menni. Ami egyébként nem mindig egyszerű. „Ha mindenki áll, akkor még egy nagyobb tömegen is gyakran át lehet furakodni. De ha egy mozgó sűrű tömegben valaki másfelé szeretne haladni, mint a többiek, vagy csak meg akar állni, a közelében állók könnyen fellökhetik, ráeshetnek és összenyomhatják annyira, hogy az illető nem tud levegőt venni. A közelben állók ezt nem rosszindulatból teszik, hanem azért, mert nekik sincsen lehetőségük arra, hogy másfelé mozduljanak” – magyarázza a kutató.

Kik irányítják a tömeget?

A tömegmozgás-kutatók szerint minden ember, aki a tömegben halad, próbál a célja felé haladni és eközben elkerülni az ütközéseket a környezetében lévőkkel. Hasonlóan próbálnak mozogni más élőlények is, az ember esetében viszont fontos eltérés a tudatosabb útvonalválasztás. „Ha ismerünk olyan útvonalat, ami a többi útvonalhoz képest hosszabb, de gyorsabban és biztonságosabban juthatunk el rajta a célunkhoz, akkor megpróbálunk arra menni” – mondja Farkas Illés. A Szigeten hömpölygő tömegben tehát jó stratégia lehet apró irányváltoztatásokkal kisodródni a tömeg szélére, és onnan egy biztonságosabb és akár gyorsabb kerülőúton eljutni célunkhoz. Persze ez csak akkor működik, ha szabad tér van a tömeg szélénél – egy zsúfolt sátorban nem lehet sokat variálni.

Egy másik akadály lehet a nyájszellem. Legalábbis a Leedsi Egyetem kutatói szerint, akik tavaly publikáltak egy érdekes tanulmányt az Animal Behaviour Journal című szaklapban. A brit kutatók Jens Krause professzor vezetésével több kísérletet is elvégeztek, hogy figyeljék a tömeg mozgását. Például megkérték egy csoport tagjait, hogy egy tágas csarnokban sétálgassanak. Az alanyok nagy része kedve szerint közlekedhetett, csak mindenkinek mindig karnyújtásnyi közelségben kellett maradni legalább egy emberhez. Néhány alanynak azonban a kutatók meghatározták, hogy milyen útvonalon haladjanak. Erről a többiek nem tudtak, és a kísérlet résztvevői nem is kommunikálhattak egymással.

A csoport minden esetben egy kígyószerű struktúrába tömörült, aminek a mozgását az a néhány ember határozta meg, aki instrukciókat kapott. A másik érdekes eredmény az volt, hogy minél nagyobb volt a csoport, annál kisebb hányadának kellett instrukciókat adni. Krause és kollégái végül arra jutottak, hogy kétszáz fő fölötti sokadalomnál elég csak a tömeg öt százalékát ellátni utasításokkal, hogy képesek legyenek befolyásolni a tömeg mozgását. A kutatók szeretnék ezt az eredményt a gyakorlatban is alkalmazni, például forgalmas helyeken gyalogosok irányítására.

A MASA Group nevű francia cég egy tömegszimulációja

Egy négyzet, egy gyalogos

A tömegek mozgását azonban ritkán kutatják ilyen módszerekkel, a kutatók inkább videófelvételeket és különböző számítógépes modelleket használnak. „A felvételeken követhető az egyes emberek mozgása, és ez alapján megismerhető, megmérhető, hogy az adott helyzetben például milyen gyorsan reagálnak és milyen távolságot tartanak egymástól” – mondja Farkas Illés. „A videók elemzése során mért értékékeket – reakcióidő, kedvelt távolság és egyéb jellemzők – számítógépes szimulációkban lehet felhasználni. A szimulációk fő célja, hogy kipróbálhassunk sok olyan helyzetet, amit a valóságban nagyon drága és néha veszélyes volna kipróbálni.”

Az alapkutatásban az embertömegek mozgásának számítógépes modellezésére két fő módszert használnak. Az egyiknél a programban modellezett minden gyalogosnak négyzet alakú mezők állnak rendelkezésére úgy, hogy minden pillanatban egy mezőn csak egy gyalogos állhat. Ez a metódus egy lépcsőn történő szakaszos mozgás leírására viszonylag jól használható. A másik szimulációs módszerben minden pillanatban pontosan nyilvántartják az összes gyalogos pontos helyét – ez a szemlélet a nagyon sűrű tömegek vizsgálatánál indokolt, hiszen ilyen helyzetekben gyakran egy pici elmozdulás is sokat segíthet a torlódás feloldásához. „Az alkalmazott kutatásban a két módszer összeolvasztása hasznos lehet: a lépcsőknél használhatjuk a mezős módszert, nagyon sűrű helyeken pedig a pontosabbat” – magyarázza Farkas Illés.

Orkoktól a tűzoltókig

De milyen területeken lehetnek gyakorlati alkalmazásai az emberi tömegek mozgását elemző kutatásoknak? A már említett Dirk Helbing professzor csoportja például a Svájci Szövetségi Műszaki Főiskolán 2003 óta vizsgálja a tengerjáró hajók menekülési terveit egy német hajógyár megbízásából. Németországban Andreas Schadschneider, a Kölni Egyetem fizikus professzora kollégáival szintén menekülési terveken dolgozik, de ő stadionok esetében.

A gyűrűk ura filmváltozatának orkjai
A gyűrűk ura filmváltozatának orkjai

Sőt, a modellezés alapú kutatás eljutott oda, hogy megjelentek az első olyan szoftvercégek, amelyek könnyen testre szabható szimulációs programokat kínálnak. A piacon levő legtöbb megoldás alapja a newtoni fizika, ezek a programok úgy kezelik az embereket, mintha folyadékrészecskék vagy atomok lennének, de ez a modellezés egyre inkább elavultnak tekinthető. Már az ágensalapú modellek a menők, vagyis azok a szimulációs szoftverek, amelyekben minden szimulált elem egy ágens, azaz egy jól programozható gépi intelligencia. Az ágensek korlátozott mértékben önállóak is lehetnek: figyelembe veszik környezetüket, a többi ágenst és más körülményeket, és a begyűjtött információk függvényében cselekednek.

Az egyik ilyen szoftvert gyártó vállalat az új-zélandi Massive Software, aminek a nevét már hallhatták a mozirajongók A gyűrűk ura filmtrilógia bemutatásának idején. A több tízezer orkot, elfet és embert mozgató csatajelenetekben ugyanis a Massive szoftvere szimulálta a tömeget. Az akár félmillió virtuális lényt mozgató rendszerben minden lény ágens volt, minden egyes szimulált ork figyelembe vette a csatateret, a szeme elé kerülő ellenfeleket, a mellette harcoló bajtársakat, és ezek alapján döntött, hogy mit tegyen. Ezzel a megoldással sokkal élethűbb csatajelenetek születtek, mintha az orkokat egy egyszerű, bedrótozott algoritmus mozgatta volna.

A cég – azóta több tökéletesítésen is átesett – tömegmodellező szoftverét, a Massive Insightot ma komolyabb célokra is használják, például egy Los Angeles-i cég, ami a tűzoltóságnak segít technikai megoldásokkal. Az ágensalapú programmal egy bizonyos szintig egész élethűen lehet szimulálni azt, hogy tűz esetén hogyan viselkednek az emberek, milyen irracionális döntéseket hoznak – például a tűzriasztó hangjára többen nem mennek ki az égő épületből, és ha meglátják a lángokat, nem feltétlenül a legközelebbi kijárat felé menekülnek –, fel lehet vázolni különböző forgatókönyveket, és ki lehet dolgozni az ideális evakuálási útvonalakat és teendőket. A szakemberek azt remélik, hogy az építészek egyszer majd ezeket a igen fejlett modelleket figyelembe véve fogják megtervezni a középületeket.

Precíziós bölényirtás

A Massive Insightot használja a BMT Asia Pacific nevű hajózási vállalat is. Hong Kong kikötőjében egy nap több ezer hajó fordul meg, és minden évben körülbelül 150 karambol történik. Ezeknek többnyire emberi okai vannak (figyelmetlenség, inkompetencia), a Massive programjával ezeket is szimulálják, így próbálják megtalálni a legkevesebb kárral járó kikötővezetési stratégiát. De az új-zélandiak több amerikai egyetemmel is dolgoznak, egy projektjükben például a környezettudományokkal foglalkozó Los Angeles-i Wrigley Intézettel együttműködve próbálják meghatározni, hogyan lehetne ésszerűen megritkítani a Santa Catalina szigetén túlságosan nagyra nőtt bölénypopulációt. A bölényeket 85 éve telepítették be egy némafilm forgatásához – azóta elszaporodtak és felborították a sziget ökoszisztémáját.

A Massive nagy riválisa a Legion, ami nem a filmiparból érkezett, hanem eleve emberek mozgásának modellezésére specializálódott. Több ezer órányi videófelvétel elemzésével finomították tökélyre a gyalogosok mozgását szimuláló rendszerüket. A cég ügyfelei között szerepelnek többek között a londoni metró üzemeltetői, több világváros reptere, és a Legion rendszerét használja Sydney óta minden olimpia.

Persze a modellek sosem lesznek teljesen élethűek, és az ágenseket sem lehet felkészíteni minden emberi irracionalitásra. Remek példa erre az edinburgh-i Luna diszkó esete. A szórakozóhely tetejét 2008-ban a szilveszteri buli közepén felgyújtotta egy tűzijáték, de a tömeg egy része nem menekült ki, hanem mint az a fenti videón látható, bent maradt az égő épületben, és skandálni kezdte, hogy „ég a tető” – mert történetesen a hasonló című Bloodhound Gang-dal volt a diszkó himnusza.

A Szigeten talán nem kell ilyesmitől tartani, de azért a tömeg erejét nem jó félvállról venni. Szóval vigyázzanak magukra, és ne haragudjanak arra a kordonra.