Preventing congestion in crowd dynamics caused by reversing flow

Abstract

У цій роботі розробляємо мікроскопічну (на основі агентів) математичну модель для відтворення поведінки натовпу за певним сценарієм: низка пішоходів, що складаються з численних соціальних груп, рухаються по коридору, поки не закриються ворота, які розташовані в кінці коридору. Люди не інформуються про закриття воріт і сприймають завал, динамічно спостерігаючи за місцевим натовпом. Як тільки люди дізнаються про нові умови, вони зупиняються, а потім вирішують або залишитися, чекаючи на повторне відкриття, або повернутися назад і залишити коридор назавжди. Люди, які повертаються, стикаються з новими людьми, створюючи небезпечний зустрічний потік. Проводимо декілька чисельних симуляцій із різними параметрами, які контролюють поведінку натовпу, щоб зрозуміти фактори, які мають найбільший вплив на динаміку системи. Також досліджуємо оптимальний спосіб інформування людей про блокування, щоб запобігти зустрічному потоку. Завершуємо декількома корисними пропозиціями, які адресовані організаторам масових заходів.In this paper we devise a microscopic (agent-based) mathematical model for reproducing crowd behavior in a specific scenario: a number of pedestrians, consisting of numerous social groups, flow along a corridor until a gate located at the end of the corridor closes. People are not informed about the closure of the gate and perceive the blockage observing dynamically the local crowd conditions. Once people become aware of the new conditions, they stop and then decide either to stay, waiting for reopening, or to go back and leave the corridor forever. People going back hit against newly incoming people creating a dangerous counter-flow. We run several numerical simulations varying parameters which control the crowd behavior, in order to understand the factors which have the greatest impact on the system dynamics. We also study the optimal way to inform people about the blockage in order to prevent the counter-flow. We conclude with some useful suggestions directed to the organizers of mass events.