Пробки на автострадах вызывают у водителей вполне понятное раздражение, но редко сопряжены с реальной опасностью для их жизни (хотя бывает, к сожалению, и такое). Совсем иначе обстоит дело, когда пробки образуются в дверях и узких проходах и состоят не из машин, а из людей. Информационные агентства время от времени ошарашивают нас трагическими сообщениями из разных стран мира: пожар в дискотеке, паника в ночном клубе или на стадионе - и десятки, если не сотни, погибших и пострадавших.

Опыты с добровольцами

Изучить динамику людских потоков - такова цель нового исследовательского проекта, в котором принимают участие специалисты многих университетов Германии. Понятно, что ученые лишены возможности ради эксперимента искусственно создавать массовую панику, поэтому основную ставку им приходится делать на компьютерное моделирование. Однако собрать более или менее внушительную толпу с тем, чтобы выявить закономерности ее перемещения в ограниченном пространстве, учёным ничто не мешает.

Именно такие опыты Армин Зайфрид (Armin Seyfried), информатик Исследовательского центра в Юлихе, и проводит сейчас во 2-м павильоне Торгово-промышленного выставочного центра Дюссельдорфа. Схема эксперимента проста: в центре павильона с помощью деревянных щитов и картонных коробок выгорожено нечто вроде коридора. Добровольцы - Армин Зайфрид набрал их три с половиной сотни - должны очень быстрым шагом пройти по этому коридору сначала поодиночке, потому все более плотным потоком. В ходе эксперимента меняется и ширина коридора - с 1,8 метра он сужается до 1,0 метра.

"Сверху все происходящее регистрируется специальной камерой, - поясняет Армин Зайфрид, командующий толпой через мегафон. - Это стереокамера, функционирующая как наши глаза. То есть она дает две картинки, что позволяет нам получать не плоское, а трехмерное изображение. На голове у каждого участника опыта - белая бейсболка с яркой черной точкой на макушке. Эти точки позволяют камере отслеживать перемещение отдельных лиц в толпе на протяжении всего эксперимента".

Без суперкомпьютера не обойтись

В дополнение к стереокамере все происходящее регистрируется также обычной видеокамерой, работающей в оптическом диапазоне, и термографической камерой, работающей в инфракрасном, то есть тепловом диапазоне. Поток данных при этом чрезвычайно велик: одна лишь стереокамера поставляет 2 гигабайта информации в минуту.

Именно поэтому всю координацию проекта осуществляет вычислительный отдел Исследовательского центра в Юлихе, оборудованный мощнейшим в Германии - и одним из мощнейших в мире - суперкомпьютером. Здесь же ведется и разработка программного обеспечения, позволяющего отслеживать и анализировать траектории движения каждого участника эксперимента.

На следующем этапе проекта предполагается на основе собранных данных создать компьютерную программу для прогнозирования передвижения толп людей в помещении той или иной конфигурации. По мнению Армина Зайфрида, если компьютер и видеокамеры связать в единую коммуникационную сеть с датчиками противопожарной системы в общественных зданиях, такие прогнозы можно будет составлять в режиме реального времени. По его словам, сочетание этих двух баз данных даст возможность прогнозировать передвижение людских масс и образование заторов на ближайшие 15 минут. Такая информация может оказаться очень полезной для сотрудников служб безопасности, спасателей, полицейских и пожарных.

В 2011 году первая такая система должна быть установлена и испытана в Дюссельдорфском спортивно-концертном комплексе. Но один из результатов, добытых в ходе нынешних экспериментов, обогатил специальную литературу уже сейчас. До сих пор в ней приводились крайне противоречивые сведения о том, какая минимальная плотность толпы приводит к возникновению заторов. Теперь это известно точно: движение оказывается полностью парализованным при плотности толпы в 7 человек на квадратный метр.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман