Анализ видеосъемки движения толп людей во время Хаджа позволил немецким физикам выявить в поведении толпы различные фазовые состояния — в том числе и те, которые могут угрожать жизни людей, сообщает PhysicsWeb.

Теоретическая база прогнозирования поведения толпы уже существует, лежащие в ее основе закономерности были выведены путем изучения поведения мышей и муравьев. Используя ряд формул, весьма схожих с теми, что описывают движение жидкости, удается предсказать возникновение заторов в узких местах, однако более сложные проявления требовали определенного рода эмпирических данных. И такие данные удалось получить.

Дирк Хельбинг (Dirk Helbing) из Швейцарского федерального технологического института, Андерс Йоханссон из Дрезденского технологического университета (Германия) и Хабиб Аль-Абидин из Центрального управления по развитию священных мест Саудовской Аравии изучили видеозапись инцидента, произошедшего в январе 2006 года на мосту Джамарат, в котором погибло около 300 паломников. С помощью компьютера они смогли определить скорость и положение отдельных людей, движущихся в огромной толпе в сторону моста.

Видеозапись, сделанная камерами наблюдения на участке размером 22х27 метра во время давки у моста Джамарат, оказалась достаточно качественной, чтобы по ней удалось выявить ряд закономерностей и формализовать их на математическом уровне. Ученым удалось обнаружить, что «по толпе проходили четко различимые волны уплотнений… имевшие период примерно 45 секунд», а затем «при росте интенсивности уплотнений движение человеческой массы приобрело турбулентный характер». В 45-минутной записи ученым удалось выделить три отдельных фазы движения.

На первой стадии паломники стабильно движутся в сторону моста, при этом скорость движения уменьшается с увеличением плотности толпы. Затем происходит внезапный резкий переход ко второй фазе движения — движения с остановками, которое представляет собой череду волн, распространяющихся вдоль направления движения.

Такие волны наблюдаются примерно в течение 20 минут, при этом плотность толпы продолжает расти, и внезапно наступает третья и самая опасная фаза. В этой точке фазового перехода группы людей начинают хаотично двигаться во всех возможных направлениях — это явление Хелбинг и Йоханссон назвали «турбулентностью толпы».

Ученые полагают, что турбулентность толпы образуется, когда люди начинают паниковать и толкаться, стремясь увеличить свое личное пространство. При этом в толпе образуются сильные волны сжатия, отбрасывающие людей на несколько метров, в результате чего сотни паломников оказываются растоптанными.

Ученые установили, что люди начали гибнуть спустя 10 минут после установления турбулентности и через 30 минут после начала движения с остановками. Ученые считают, что автоматическое отслеживание точек фазовых переходов с помощью систем видеонаблюдения позволит властям своевременно принимать меры для обеспечения безопасности людей.

На основании данных, полученных в результате проведенного исследования, ученые выработали ряд рекомендаций, которые были учтены при реконструкции моста Джамарат и прилегающих к нему территорий. Вот некоторые из них:

• Необходимо произвести перепланировку места для совершения обряда, поскольку его формой и размерами определяется интенсивность общего потока паломников
• На подступах к мосту следует исключить любые возможности образования толпы.
• Для автоматического подсчета количества паломников следует воспользоваться уже установленной системой видеоаналитики, которая позволит в любой момент времени иметь достоверные данные о скоплениях людей и возможных узких местах по ходу их движения.
• На ряде улиц организовано одностороннее движение, чтобы избежать заторов, вызванных встречным движением потоков людей.
• Для управления потоками паломников внедрена специализированная программа, позволяющая эффективно регулировать процесс для обеспечения его плавности.
• По ходу движения человеческого потока с улиц удалены торговцы и нищие, самовольно занимающие свои места.
  

Хельбинг выдвинул гипотезу, что «в будущем организаторы общественных мероприятий смогут воспользоваться компьютерными программами, чтобы в реальном времени анализировать изображения, поступающие с камер охранного телевидения, с целью оценки обстановки и направления подразделений реагирования и экстренных служб в места вероятного возникновения беспорядков». Подробный доклад о результатах исследований был распространен во время недавно прошедшей Пятой международной конференции по нелинейной механике.