Se for deg et stort publikum på en populær messe. Det er massevis av mennesker samlet inne i en messearena med ulike avdelinger. Plutselig går brannalarmen. Røyklukt siver inn. Alle vil ut – samtidig!

Blir det ubehagelig trykk og press på utgangene eller klarer de å gå ut uten trengsel?

Steinar Børve ved Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) kan beregne hvor lang tid det tar å evakuere slike lokaler. Til dette har han en simuleringsmodell for å studere menneskemengder numerisk. I en simulert messearena kan han se hvor mye trykk vi må forvente i mengden. Det beste er å ha minst mulig variasjon i fart mellom hver person. Da kommer de raskest ut.

– Modellen er også i stor grad deskriptiv. Jo mer observasjonsdata vi har tilgang til, dess mer nøyaktige modeller kan vi lage. I tillegg baserer jeg koden på data om dimensjonene og yteevnen til menneskekroppen, sier Børve.

Simuleringen under viser en evakuering med middels nivå av panikk, der farta er 4,5 meter per sekund. Det blir trangt ved flaskehalsene, men folk kommer seg ut med kortest mulig evakueringstid. Simuleringen er laget av FFI-forsker Steinar Børve.

Turbulens på bakken

Ulike fenomener er karakteristiske for dynamikken til menneskemengder. Det mest interessante er ifølge Børve den skarpe overgangen vi kan se fra relativt fin flyt av mennesker til en potensielt livsfarlig forstoppelse.

Dette skjer på grunn av turbulens i en mengde. Forskerne kaller det gruppeturbulens.

Når alle strømmer i samme retning i fine rekker, henter de fram enda mer terminologi fra meteorologien og kaller det laminær strøm, det motsatte av turbulens.

– Det vil da være relativt god avstand mellom personene som kan bevege seg med små variasjoner i farta. Ved større og tettere mengder får vi etter hvert såkalte stop-and-go bølger. Som navnet tilsier, er bevegelsene til personene da preget av stadig start og stopp.

– Dette øker variasjonen i tetthet og reduserer den midlere strømraten. Ved enda høyere tetthet, typisk rundt sju personer per kvadratmeter, vil gruppeturbulens inntreffe, sier Børve.

Studerer ulykker

Trykket i mengden øker da raskt, og individene kan i svært liten grad bestemme sin egen dynamikk. Personer kan bli forflyttet bakover eller framover, løftet opp eller trykket ned. Trykket kan i verste fall føre til kvelning eller ribbeinsbrudd. Skadde personer kan bare reddes ut fra lufta.

Under muslimenes årlige pilegrimsvandring Hajj i 2006 ble 363 mennesker klemt i hjel da de skulle utføre ritualet «steining av djevelen», der småstein ble kastet mot tre søyler i byen Mina like utenfor Mekka.

Den hendelsen er mye studert av forskere, og etter mange liknende ulykker bygde saudiarabiske myndigheter i 2009 tre massive vegger istedenfor de tre søylene til småsteinkastingen og et femetasjes brokompleks, for å gjøre ritualet tryggere.

– Studier av slike ulykker med gruppeturbulens gir kunnskap som vi kan bruke til å identifisere potensielt farlige situasjoner og ta forholdsregler.

I dette tilfellet var tiltakene for små. I fjor mistet, ifølge Associated Press, over 2400 mennesker livet da de var på vei til nettopp dette ritualet under Hajj. Det var flere enn noen gang før.

Tyskerne går saktere

Beregninger av gruppedynamikk basert på matematiske formler kan også være problematiske fordi mennesker, også i grupper, reagerer ulikt avhengig av hvordan kulturen er i ulike land. Tenk på køkultur i Tyskland versus Kina, for eksempel. Dessuten er det ulikheter i hvor nært folk liker å stå og gå ved siden av andre.

I et eksperiment i 2009 testet tyske og indiske forskere nettopp dette, ved at en gruppe tyskere og en gruppe indere fikk gå rundt et ellipseformet hinder. Så lenge de gikk en og en, gikk de to nasjonalitetene omtrent like fort, men da gruppa med folk som gikk sammen ble større, gikk den indiske gruppa gjennomgående kjappere enn den tyske.

– I det tysk-indiske eksperimentet er det viktig å få fram at de to gruppene faktisk hadde mange likheter i måtene de endret hastigheten på. Det er likevel all grunn til å tro at kulturelle faktorer spiller en viktig rolle i gruppedynamiske fenomener.

– Derfor bør forskere så langt det lar seg gjøre kalibrere modellene til den gruppa av mennesker de vil studere, sier Børve.

Referanser:

Børve: A new, robust crowd dynamics simulation model. FFI-rapport 2015/01750, 2015.

Chattaraj, Seyfried og Chakroborty: Comparison of pedestrian fundamental diagram across cultures. Advances in Complex Systems, juni 2009, doi: 10.1142/S0219525909002209. Sammendrag