viernes, 6 de enero de 2012

La dinámica de un safari en la ciudad

Créditos: The Economist.
El conocimiento acerca del comportamiento de los peatones podría hacer más sencilla la vida en la ciudad. Así lo expresa un artículo publicado en The Economist.

Imagine que usted es francés. Usted está caminando por una acera ocupada en París y otro peatón se acerca desde la dirección opuesta. Una colisión se producirá a menos que se produzca un movimiento ¿Hacia dónde se mueve?

La respuesta es casi segura que a la derecha. Repita la misma escena en muchas partes de Asia, y es probable que se muevan a la izquierda. No es obvio por qué. No hay ninguna instrucción sobre en que dirección moverse (siendo la excepción Corea del Sur, donde hay una campaña para que la gente a camine a la derecha). No hay una correlación simple con el lado de la carretera y la dirección sobre sobre la que van las personas: los londinenses se mueven a la derecha en las aceras, por ejemplo.

En cambio, dice Mehdi Moussaid del Instituto Max Planck en Berlín, que este es un comportamiento provocado por las probabilidades. Si dos personas que están a punto de chocar y tratan de adivinar las intensiones del otro correctamente, logrando esquivarlo, entonces es probable que se elija pasar de la misma manera la próxima vez que necesite evitar una colisión. La probabilidad de una maniobra con éxito aumenta a medida que más y más personas adoptan un sesgo en una dirección, hasta volverlo una tendencia. Si se trata de izquierda o derecha no importa, lo que hace es la voluntad tácita de la mayoría.

Y quien está en desacuerdo con la idea de la mayoría de las personas sobre ser un peatón. Más que cualquier otra forma de moverse, como ser aplastado en un tren o quedarse atrapado en un atasco de tráfico parece ofrecer una libertad de elección. La realidad es más complicada. Ya sea un paso al costado para evitar una colisión, a ser una persona frente a una multitud, o navegar por las concurridas calles, los peatones son autónomos pero limitados por los demás. En ambos casos son móviles y predecibles. "Se trata de partículas con una voluntad", añade Dirk Helbing del ETH de Zurich, una universidad centrada en la tecnología.

Los Sres. Helbing y Moussaid se encuentran en la vanguardia de un campo bastante joven: comprensión y desarrollo de modelos sobre comportamiento de peatones. Su propósito no es mera curiosidad. Entender los flujos peatonales hace que los eventos públicos sean más seguros: conocer la propensión de las diferentes nacionalidades de paso en diferentes direcciones podría, por ejemplo, en materia de organizadores de un evento como la Copa del Mundo de fútbol, ​​donde los aficionados de varios países se mezclan. Las probabilidades de colisiones subirán si no comparten un reflejo de moverse hacia un lado. En una multitud reunida, frenar de manera impulsiva crearía más de un problema.

En 1995, Peter Molnar y Helbing, ambos físicos, se les ocurrió crear un modelo de ordenador para reflejar la "fuerza social" utilizando información de la forma en que las partículas en los líquidos y los gases se comportan para describir el movimiento de peatones. El modelo supone que las personas se sienten atraídos por algunas cosas, como el destino al que se dirigen y rechazan otros, como otro de los peatones en su camino. Demostró su valor mediante la predicción de varios efectos de auto-organización entre las multitudes que son visibles en la vida real.

Una de ellas es la propensión de las densas multitudes espontáneamente a entrar en los carriles que permiten moverse más eficientemente en direcciones opuestas. Las personas que no tienen que negociar su camino a través de una serie de encuentros con la gente se acerca, sino que sólo puede seguir a la persona en frente. Funciona mejor que tratar de adelantar. La investigación realizada por Moussaid sugiere que el efecto de una persona que trata de caminar más rápido que la gente alrededor de ellos en una densa multitud es forzar un carril contrario de los peatones para dividir en dos, que tiene el efecto de romper el carril de a lado. Todo el mundo se mueve más lentamente como consecuencia de ello.

Muy cercano y personal

Otro comportamiento de auto-organización se opone al flujo de personas que se reúnen en una sola intersección: piense en los padres que tratan de guiar a sus hijos a la escuela con otros padres, trate de salir. Como flujo de  personas a través de una dirección, la presión en su lado es mantenida por la intersección. Eso le da a los que esperan en el otro lado más oportunidad de ir a través, hasta que la presión de su lado se alivia. El resultado es una serie de ráfagas de tráfico que alternan.

Esta oscilación de las corrientes es lo suficientemente inteligente como para que Helbing pregunte acerca de su aplicación a los automóviles. Los sistemas de semáforos en la actualidad operan en ciclos fijos, con las luces en verde sobre la base de patrones de tráfico del pasado. Si los patrones no se repiten, los conductores se quedan relegados durante mucho tiempo en las señales de color rojo, el aumento de las emisiones y los ánimos. Helbing piensa que es mejor tener sistemas descentralizados, locales, que como los padres en la puerta de la escuela puedan responder a una acumulación de tráfico y mantener encendidas las luces verdes durante más tiempo si es necesario. Autoridades de la ciudad están de acuerdo: las ideas de Helbing pronto se aplicarán en Dresde y Zúrich.

Sin embargo tratar de capturar todos los elementos de circulación peatonal en una ecuación es terriblemente complejo. Un problema es que permite los prejuicios culturales, como si la gente pasa a la izquierda o a la derecha o su voluntad de acercarse a los peatones compañeros. Un experimento en 2009 probó la velocidad de marcha de los alemanes y los indios al conseguir voluntarios en cada país para caminar en torno a un corredor elíptico, improvisado de cuerdas y sillas. En densidades bajas las velocidades de cada nacionalidad son similares, pero una vez que los números aumentan, los indios caminan más rápido que los alemanes. Esto no será una buena noticia para cualquier persona familiarizada con Munich y Bombay, pero en la India están menos preocupados sobre chocar con otras personas.

Otro problema con el supuesto de que las personas actúan como partículas es que hasta un 70% de las personas en una multitud son en realidad grupos. Eso es importante, ya que cualquiera que trate de ir más allá de un grupo de turistas lo sabe. También conduce a unas vistas estupendas a escala fina de la coreografía cuando pequeños grupos se comprimen. Las observaciones de las multitudes sobre el pavimento en Toulouse, Francia muestran que los grupos de tres y cuatro personas, naturalmente, se organizan en cóncava "V" y la "U", con los miembros del centro retrocediendo ligeramente. Si un grupo de tres personas se preocupa por moverse rápidamente, ellos se comportan como los gansos y forman una convexa "V", con el miembro medio ligeramente por delante para forjar un camino. En su lugar, adoptan una formación que les permite mantener la comunicación con los demás; se logra un triunfo hablar y caminar.

Moussaid admite una solución compleja al construir un modelo basado al menos en la analogía entre los seres humanos, partículas y más en la ciencia cognitiva. Agentes en este nuevo modelo se les permite "ver" lo que está delante de ellos, que luego tratan de abrirse camino libre a través de las masas para llegar a su destino. Este enfoque produce los mismos efectos de carril en la formación de masas como los modelos basados ​​en la física, pero con algunas ventajas añadidas.

En particular, considera que podría ayudar a hacer salidas de emergencia más seguras. Las salidas de emergencia son en ocasiones un peligro como lo sucedido en la estación de Kings Kross del metro de Londres en 1987 debido a los empujones. Un gran peligro en caso de emergencia es que la gente siga a la multitud y todos se muevan hacia una sola salida. Que a su vez significa que las personas puedan atascarse con otras tratando de abrirse camino a través de una sola puerta.

Los modelos basados ​​en la física tienen una respuesta a este problema de "arco" (llamado así por la forma de la multitud que se acumula alrededor de la salida). Sus simulaciones sugieren que el flujo de peatones a través de una estrecha puerta pueden ser suavizadas por un obstáculo, como un pilar justo en frente de la salida. En teoría, eso debería tener el efecto de la división en los carriles más eficiente. En la práctica, sin embargo, la idea de poner una barrera frente a una salida de emergencia es demasiado anti-intuitivo para que los planificadores lo hayan intentado.

Créditos: The Economist.
El modelo cognitivo ofrece una opción más aceptable, la de experimentar con los efectos de los cambios en los campos visuales de las personas. Moussaid especula que los sistemas de iluminación adaptable, utilizan la oscuridad para repeler a las personas y la luz para atraerlos, que se podrían utilizar para dirigirlos en caso de emergencia, por ejemplo.

Cuando el enfoque cognitivo falla es en los entornos más llenos. "A bajas densidades, el comportamiento es cognitivo y estratégico", añade Moussaid. "En alta densidad, se trata de movimiento de masas y las presiones físicas." En una multitud de cierto punto puede pasar de un flujo controlado de un  evento sin patrones, como las personas cuando se ven obligadas a acortar su longitud de zancada y en ocasiones frenar para evitar colisiones. Este tipo de movimiento puede convertirse en algo mucho más aterrador, conocido como turbulencia de multitud, cuando la gente ya no puede mantener un espacio entre ellos y los demás. Las fuerzas físicas que se imparten a partir de un cuerpo a otro cuando son caóticas y poderosas: si alguien se cae, los demás serán incapaces de evitarlo.

Ciencia se encuentra con la religión

Trabajo con precisión cómo y cuándo suceden estas transiciones es difícil. Llevar una situación real de la vida bajo control una vez que ha comenzado es igualmente difícil. Así que el truco está en asegurarse de que se pueda evitar el hacinamiento grave en primer lugar. De grandes eventos como los Juegos Olímpicos de Londres a el diseño de nuevas estaciones de ferrocarril, empresas de ingeniería ahora de forma rutinaria simulan el movimiento de la gente para tratar de identificar las áreas donde el hacinamiento es probable que ocurra.

Un proyecto típico involucra el uso programas para identificar posibles cuellos de botella en un entorno determinado, como un estadio o una estación de metro. Estos modelos especifican la entrada y salida en un lugar y luego usan "los algoritmos de enrutamiento" para enviar a la gente a sus destinos. Incluso un acontecimiento único como los Juegos Olímpicos tienen un montón de datos sobre el movimiento de los peatones poder utilizar, de los juegos anteriores en este conjunto, las reuniones, tales como, por ejemplo, carnavales en el centro de una ciudad, que permiten a algunos supuestos básicos sobre cómo las personas.

Una vez que los posibles puntos de congestión se identifican, los modelos más sofisticados se pueden utilizar para bajar a un nivel de detalle. Esta segunda etapa permite a los planificadores modificar los diseños arquitectónicos para nuevas ubicaciones e identificar el momento de intervenir en los ya existentes. "No debe haber muchos menos desastres de los que hoy conocemos y la simulación puede", dice Helbing.

La prueba más grande posible de estas herramientas y técnicas es el Hajj, la peregrinación anual a La Meca en Arabia Saudita que los musulmanes deben realizar al menos una vez en sus vidas si pueden. Con el mayor número de peregrinos haciendo el viaje cada año, la peregrinación tiene un largo historial de estampidas, multitud y muertes. De hecho, un video de una estampida durante una Hajj es utilizado por muchos modelistas para validar sus simulaciones de la turbulencia de multitud.

Las autoridades saudíes han llevado a consultores en los últimos años, centrándose en particular en el diseño del puente de Jamarat, donde los peregrinos realizan un ritual en el que lanzan piedras a tres pilares. Al hacer de cruce en una vía y cambiando la forma de los pilares para que las personas lance sus piedras desde diferentes lugares, han mejorado la seguridad del puente.

Pero de acuerdo con Paul Townsend de Crowd Multitud, una consultora que ha trabajado en la peregrinación, los riesgos siguen siendo importantes. Él piensa que el uso de puertas que puedan abrir y cerrar ayudaría a gestionar el flujo. Sin embargo, el Hajj presenta algunas dificultades muy específicas más allá de su enorme escala. Parte del problema es no tener una idea clara de la cantidad de peregrinos a la vez, lo cual dificulta la planificación. Otro tema es la naturaleza de la multitud.

"Peregrinos del Hajj tienen la actitud de que, si me muero no es la voluntad de Dios", dice Townsend. "Hay una voluntad de obtener más y más densa en el espacio". Los científicos pueden modelar muchos aspectos del comportamiento de peatones, pero el fervor religioso es un paso demasiado lejos.

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