Rahasia di balik penyeberangan zebra – dan mengapa beberapa orang berputar menjadi kekacauan

Jalur yang rapi adalah norma di penyeberangan jalan – sampai orang mulai berbelok di sudut kritis, maka kekacauan terjadi.

Penyeberangan zebra umumnya memamerkan yang terbaik dalam perilaku pejalan kaki, dengan orang -orang secara alami membentuk jalur tertib saat mereka menyeberang jalan, dengan lancar melewati mereka yang datang dari arah yang berlawanan tanpa ada gundukan atau goresan. Namun, kadang -kadang, alirannya kacau, dengan orang -orang yang menenun kerumunan di jalur serampangan mereka sendiri ke sisi lain.

Sekarang, tim matematikawan internasional, yang dipimpin oleh Profesor Tim Rogers di University of Bath dan Dr Karol Bacik di AS, telah membuat terobosan penting dalam pemahaman mereka tentang apa yang menyebabkan aliran manusia hancur menjadi kusut. Penemuan ini memiliki potensi untuk membantu perencana merancang penyeberangan jalan dan ruang pejalan kaki lainnya yang meminimalkan kekacauan dan meningkatkan keamanan dan efisiensi.

Dalam makalah yang muncul hari ini di jurnal Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasionaltim menjatuhkan titik yang tepat di mana kerumunan pejalan kaki melintasi runtuh jalan dari urutan ke gangguan. Para peneliti menemukan bahwa untuk dipertahankan, penyebaran arah yang berbeda orang berjalan harus disimpan di bawah sudut kritis 13 derajat.

Ketika datang ke penyeberangan zebra, ini dapat dicapai dengan membatasi lebar penyeberangan atau mempertimbangkan di mana penyeberangan ditempatkan, sehingga pejalan kaki kurang tergoda untuk membelok ke jalur menuju tujuan terdekat. Profesor Rogers mengatakan: “Dalam penelitian ini, kami berangkat untuk menemukan mengapa beberapa orang pejalan kaki dapat secara spontan berorganisasi menjadi jalur yang mengalir rapi, sementara yang lain tetap kacau dan tidak teratur. Teori baru kami memberi kami cara untuk memprediksi ruang seperti apa yang mendorong penggunaan yang efisien, dan apa kondisi untuk terurai.”

Para peneliti membuat penemuan mereka melalui pekerjaan matematika dan eksperimental. Mereka mempertimbangkan skenario umum di mana pejalan kaki menavigasi penyeberangan pejalan kaki yang sibuk. Mereka menganalisis skenario melalui simulasi matematika, mengingat banyak sudut di mana individu dapat menyeberang dan manuver penghindaran yang mungkin mereka buat ketika mereka berusaha mencapai tujuan mereka sambil menghindari menabrak pejalan kaki lainnya di sepanjang jalan.

Tim juga melakukan eksperimen kerumunan yang terkontrol dan mempelajari bagaimana peserta sejati berjalan melewati kerumunan untuk mencapai lokasi tertentu.

Profesor Rogers, seorang ahli dalam matematika perilaku kolektif, dan Dr Bacik telah menyelidiki perilaku perilaku seperti cairan yang kompleks dari kerumunan pejalan kaki selama empat tahun terakhir. Pada tahun 2023, mereka menjelajahi 'pembentukan jalur', sebuah fenomena yang dengannya partikel, biji -bijian, dan orang -orang telah diamati secara spontan membentuk jalur, bergerak dalam satu file ketika dipaksa untuk melintasi suatu wilayah dari dua arah yang berlawanan. Dalam pekerjaan itu, tim mengidentifikasi mekanisme di mana jalur tersebut terbentuk.

Pada dasarnya, para peneliti menemukan bahwa segera setelah sesuatu di kerumunan mulai terlihat seperti jalur, orang -orang di sekitar jalur yang masih muda itu bergabung, atau dipaksa untuk kedua sisi itu, berjalan sejajar dengan jalur asli, yang dapat diikuti oleh orang lain. Dengan cara ini, kerumunan dapat secara spontan berorganisasi menjadi jalur reguler dan terstruktur.

Untuk studi baru mereka, tim berangkat untuk mengidentifikasi transisi utama dalam aliran kerumunan: Kapan pejalan kaki beralih dari lalu lintas yang tertib, seperti jalur, ke aliran yang tidak terorganisir dan berantakan? Mereka pertama -tama menyelidiki pertanyaan secara matematis, dengan persamaan yang biasanya digunakan untuk menggambarkan aliran fluida, dalam hal gerakan rata -rata banyak molekul individu.

Berdasarkan perhitungan mereka, para peneliti menemukan bahwa pejalan kaki lebih cenderung membentuk jalur ketika pejalan kaki dari arah yang berlawanan berjalan relatif lurus melintasi jalan. Urutan ini sebagian besar berlaku sampai orang mulai membelok pada sudut yang lebih ekstrem, 13 derajat atau lebih tinggi. Kemudian, persamaan memperkirakan bahwa aliran pejalan kaki kemungkinan akan tidak teratur, dengan sedikit atau tidak ada jalur yang terbentuk.

Penasaran untuk melihat apakah matematika itu muncul dalam kenyataan, para peneliti melakukan eksperimen di gimnasium, di mana mereka merekam pergerakan pejalan kaki menggunakan kamera overhead. Dalam percobaan ini, tim menugaskan sukarelawan berbagai posisi awal dan akhir di sepanjang sisi yang berlawanan dari penyeberangan pejalan kaki yang disimulasikan dan menugasi mereka untuk berjalan melintasi persimpangan ke lokasi target mereka tanpa menabrak siapa pun. Eksperimen diulang berkali -kali, pada setiap kesempatan dengan sukarelawan dengan asumsi posisi awal dan akhir yang berbeda. Dengan cara ini, para peneliti dapat mengumpulkan data visual dari berbagai aliran kerumunan, dengan pejalan kaki mengambil banyak sudut persimpangan yang berbeda.

Eksperimen ini menunjukkan bahwa transisi dari aliran yang diperintahkan ke gangguan terjadi dekat dengan nilai yang diprediksi oleh teori. Artinya, ketika orang cenderung membelok lebih dari sudut kritis dari lurus ke depan, aliran pejalan kaki yang terbalik menjadi kekacauan, dengan pembentukan jalur kecil. Terlebih lagi, para peneliti menemukan bahwa semakin banyak kekacauan yang ada di antara kerumunan, semakin lambat bergerak.

Selanjutnya, tim ingin menguji prediksi mereka tentang kerumunan dunia nyata, seperti orang yang menavigasi jalan pejalan kaki yang sibuk di kota-kota yang sibuk.

Dr Bacik mengatakan: “” Pekerjaan kami dapat memberikan beberapa pedoman sederhana bagi siapa saja yang merancang ruang publik, jika tujuannya adalah untuk memiliki aliran pejalan kaki yang aman dan efisien. Sejauh ini, kami telah fokus pada skenario paling sederhana di mana orang -orang menyeberang jalan, tetapi jika kami memperhitungkan spesifik kota yang diberikan, model kami dapat membuat prediksi yang dirancang khusus tentang bagaimana orang akan berperilaku. “

Penulis penelitian ini juga termasuk Grzegorz Sobota dan Bogdan Bacik dari Akademi Pendidikan Jasmani di Katowice, Polandia.