Wprowadzenie do komputerowego modelowania zachowania się tłumu. Wybrane aspekty psychologii tłumu

• Autorzy: Maciak T. , Barański M.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.40.4.2015.3

Warianty tytułu

EN

Introduction to Computer Modelling of Crowd Behaviour. Selected Aspects of Crowd Psychology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cel: Zaprezentowanie problematyki modelowania numerycznego zachowania się zgromadzeń ludzkich na tle wybranych elementów psychologii tłumu. Wprowadzenie: W pracy zaprezentowano różne definicje i podziały zgromadzeń ludzkich, jak również cechy charakterystyczne tłumu. Omówiono klasyczne spojrzenie na zachowanie się tłumu Le Bona, które sprowadza się do dwóch zasadniczych stwierdzeń: po pierwsze tłum stanowią masy ludzi o ujednoliconym zachowaniu, które mogą być zakwalifikowane jako aktywne, ekspresyjne w wyrażaniu swojej postawy; po drugie, że uczestnicy tłumu są podatni na spontaniczne działanie, nieraz irracjonalne, z utratą samokontroli w poczuciu pełnej anonimowości. Zwrócono uwagę na pewne osobliwe zachowania jednostek ludzkich występujące w tłumie takie jak utrata poczucia indywidualności, jedność psychiczna osób biorących udział w zbiorowości oraz instynktowny proces decyzyjny. Wskazano na pewne normy zachowań postrzegane przez uczestników zbiorowości takie jak np. wzmożone naśladownictwo. Omówiono również zjawisko paniki w tłumie wywołane obawą o zagrożenie życia, które generalnie prowadzi do pojawienia się dwóch postaw tj. podjęcia próby ucieczki z zagrożonego miejsca lub przejście w stan zobojętnienia i odrętwienia wobec niebezpieczeństwa. W kolejnej części pracy zaprezentowano współczesne rozumienie zachowania tłumu, w którym podważono szereg stereotypów występujących w koncepcji klasycznej Le Bona. Modele opisujące zachowania ludzi w tłumie oparte na nowoczesnych założeniach reprezentują w pracy Model punktu zapalnego, Model społecznej tożsamości oraz Model inicjacji – eskalacji przemocy w tłumie. Omówienie obecnego stanu wiedzy na temat psychologii tłumu było podstawą do zaprezentowania kierunków modelowania numerycznego zachowania się jednostek ludzkich w tłumie. Przedstawiono zarówno podejście bazujące na prawach fizyki, gdzie tłum jest traktowany jako fizyczny płyn cząsteczkowy, oraz modelowanie agentowe, gdzie osoby w tłumie traktuje się jako jednostki autonomiczne, aktywnie postrzegające środowisko i podejmujące decyzje według z góry zdefiniowanych reguł. Omawiając różne sposoby modelowania, zwrócono uwagę na modele, które umożliwiają symulacje ewakuacji tłumu w stanie paniki. Metodologia: Omówienie wybranych elementów składających się na psychologię tłumu w rozumieniu klasycznym jak i współczesnym stanowiło podstawę do przedstawienia obecnie istniejących kierunków modelowania numerycznego ruchu ludzi w dużych skupiskach. Wnioski i znaczenie dla praktyki: W celu zminimalizowania ryzyka wystąpienia niebezpieczeństwa dla życia osób poruszających się w tłumie podejmowane są próby opisywania i modelowania matematycznego ruchu ludzi. Symulacje komputerowe bazujące na takich modelach umożliwiają określenie krytycznych punktów na drodze ucieczki w czasie ewakuacji i następnie ich wyeliminowanie poprzez poprawienie planów budowlanych lub zastosowanie dodatkowych zabezpieczeń w przypadku istniejących budynków. Teoria psychologii tłumu ma wpływ na rozwijającą się dziedzinę symulacji ewakuacji. Odgrywa szczególną rolę, gdyż pozwala na dostosowanie procedur i etapów ewakuacji w taki sposób, aby zminimalizować możliwość powstania paniki.

EN

Aim: Presentation of issues associated with numerical modelling of human behaviour in context of selected elements of crowd psychology. Introduction: The article identifies a range of definitions and classification of human gatherings as well as crowd characteristics. Le Bon classic view of crowd behaviour is examined and narrowed down to two basic statements: First, a crowd is made up of a mass of people, of unified behaviour, which can be classified as active, expressive in communicating their attitudes and secondly, members of a crowd are likely to behave spontaneously, sometimes irrationally, with a loss of self control influenced by a sensation of complete anonymity. Attention was focussed on the behaviour of individuals, which occur in crowds, such as a loss of sense of individuality, psychological (mental) unity of individuals taking part in a gathering and instinctive decision making process. Certain behaviour patterns were identified with people taking part in gatherings, such as increased mimicry. Additionally, the article examined the appearance of panic in a crowd caused by anxiety about life threatening dangers, which generally lead to the emergence of two stances i.e. attempt an escape from the danger zone or enter into a state of indifference and numbness in face of danger. The subsequent part of the paper reveals current understanding of crowd behaviour, where a range of stereotypes identified in Le Bon’s classic concept are challenged. Models describing crowd behaviour, based on contemporary assumptions, are revealed in work titled Flashpoint Model, Elaborated Social Identity Model and The initiation-escalation model of collective violence. The discourse dealing with current knowledge about crowd psychology provided the foundation for a focus on numerical modelling of human behaviour for individuals in a crowd. Two approaches were put forward. One based on the laws of physics, where a crowd is treated as physical molecular liquid and agent-based modelling, where individuals in a crowd are treated as an autonomous entity actively perceiving the environment and making decisions according to predefined rules. The discourse involving different modelling approaches focussed attention on processes, which facilitate evacuation simulations involving crowds in a state of panic. Methodology: Examination of selected aspects of crowd psychology in context of classical and contemporary perspectives provided a foundation for the presentation of current numerical modelling approaches dealing with the behaviour of people in large crowd gatherings. Conclusions and relevance to practice: In order to minimize the risk of danger to the life of people moving in a crowd, an attempt was made to illustrate a mathematical model dealing with the movement of people. Computer simulations based on such models facilitate the identification of critical stages along an escape route during an evacuation and their subsequent elimination through improvements to building plans, or by application of additional safety measures to existing buildings. The theory of crowd psychology has an impact on the development of evacuation simulations. It plays an important role, because it allows for the adaptation of procedures and stages of an evacuation in such a way so as to minimize the possibility of panic.

Słowa kluczowe

PL

psychologia tłumu; matematyczne modelowanie zachowania się tłumu; ewakuacja ludności

EN

crowd psychology; mathematical modelling of crowd behaviour; evacuation of people

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 4
• Strony: 39--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 47 poz.

Twórcy

autor

Maciak T.

• Politechnika Białostocka

autor

Barański M.

• Komenda Powiatowa Państwowej Straży Pożarnej w Oławie

Bibliografia

• [1] Forsyth D.R., Handbook of Psychology, second edition, 2012.
• [2] Le Bon G., Psychologia tłumu, PWN, Warszawa 1986.
• [3] Blumer H., Social problems as collectiva behavior, „Social Problems”, Vol. 18 Issue 3, 1971, pp. 298–306 [dok. elektr.] https://sustainability.water.ca.gov/documents/18/3407898/blumer-Social+Problems+as+Collective+Behavior.pdf, [dostęp: 09.2015].
• [4] Zajdel M., Komputerowe modelowanie zachowań zbiorowości ludzkich w stanach paniki, Praca doktorska, AGH, 2013, [dok. elektr.] http://winntbg.bg.agh.edu.pl/rozprawy2/10622/full10622.pdf, [dostęp: 09.2015].
• [5] Forsyth D.R., Group dynamics, Wadsworth Publishing, New York 1999.
• [6] Szczepański J., Elementarne pojęcia socjologii, wyd. 3, PWN, Warszawa 1972.
• [7] Le Bon G., Psychologia tłumu, Wydawnictwo Antyk, Kęty 2004.
• [8] Arbib M. (red.) The mirror system hypothesis on the linkage of action and languages, [w:] Action to language via the mirror neutron system, Cambridge University Press, Cambrige 2011.
• [9] Krocz K., Ataki paniki, ABC Zdrowie, 2012, [dok. elektr.], http://portal.abczdrowie.pl/atak-paniki, [dostęp 09.2015].
• [10] Guyton A., Hall J., Textbook of medical physiology, 12 edition, Saunders Elsevier, Philadelphia 2011.
• [11] Lee R.S.C., Hughes R. L., Prediction of human crown pressures, „Accident Analysis and Prevention”, Vol. 38 Issue 1, 2006, pp. 712–722.
• [12] Kita E., (2012). Panika jak sobie z nią radzić, [dok. elektr.] http://www.edukacja.edux.pl/p-8157-panika-jak-sobie-z-nia-radzic.php, [dostęp 09.2015].
• [13] Wijermans N., Understanding crowd behaviour: simulating situated individuals, University of Groningen, 2011, [dok. elektr.], irs.ub.rug.nl/dbi/4da43b2914b09, [dostęp 09.2015]..
• [14] Sime J.D., Crowd psychology and engineering, „Safety Science”, Vol. 21 Issue 1, 1995, pp. 1–14.
• [15] Groner N.E., International systems representations are useful alternatives to physical systems representations of fire-related human behavior, „Safety Science”, Vol. 38, 2001, pp. 85–94.
• [16] Couch C.J., Collective Behavior: An Examination of Some Stereotypes, „Social Problems”, Vol. 15 Issue 3, 1968, pp. 310–322.
• [17] Waddington D.P., Jones K., Critcher C., Flashpoints: Studies in Public Discorder, Routledge 1989.
• [18] Turner J.C., Reynolds K.J., The story of social identity, [w:] Rediscovering Social Identity, T. Postmes, N. Branscombe (red.), Psychology Press, 2010, pp. 13–32.
• [19] Novikova K., Społeczne teorie tożsamości: Przegląd wybranych koncepcji, „Journal of Modern Science”, Vol. 17 Issue 2, 2013, pp. 377–395, [dok. elektr.] http://www.academia.edu/7056671/Spo%C5%82eczne_teorie_to%C5%BCsamo%C5%9Bci_przegl%C4%85d_wybranych_koncepcji_Kateryna_Novikova, [dostęp 09.2015].
• [20] Drury J.R., Reicher S., Collective action and psychological change: The emergence of new social indentities, „British Journal of Social Psychology”, Vol. 39, 2000, pp. 579–604, [dok. elektr.], http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1348/014466600164642/pdf, [dostęp 09.2015].
• [21] Adang O.M.J., Preventing Crowd Violence, chap. Initiation and escalation of collective violence: a comparative observational study of protest and footballevents, Criminal Justice Press, In press, 2010.
• [22] Valk P. van der, Linckens P., Voetbalvandalen: hun contacten met politie en Justitie, „Tijdschrift voor Criminologie”, Issue 4, 1988, pp. 313–320.
• [23] Harrington J., Soccer Hooliganism, John Wright, Bristol 1968.
• [24] Brug, H. van den, Voetbalvandalisme, een speurtocht naar verklarende factoren. De Vrieseborch, Haarlem [1986].
• [25] Schreckenberg, M., Sharma, S., Pedestrian and Evacuation Dynamics, Springer Verlag, Berlin 2002.
• [26] Helbing D., A fluid-dynamic model for the movement of pedestrians, “Complex Systems” Issue 6, 1992, pp. 391–415.
• [27] Okazaki, S., A study of pedestrian movement in architectural space, part 1: Pedestrian movement by the application on of magnetic models, Trans. of A.I.J. 283, 1979, 111–119.
• [28] Ali S., Shah M., Floor fields for tracking in high density crowd scenes. Computer Vision Lab, University of Central Florida, Orlando, USA, In Proc. ECCV., 2008 [dok. elektr.] http://vision.eecs.ucf.edu/projects/sali/CrowdTracking/2008_ECCV_TrackingInCrowds.pdf, [dostęp 09.2015].
• [29] Hughes R., The flow of human crowds, „Annual Review of Fluid Mechanics”, Vol. 35, 2003, pp. 169–182 [dok. elektr.] http://www.cs.uu.nl/docs/vakken/mpap/papers/15.pdf , [dostęp 09.2015].
• [30] Treuille A., Cooper S., Popovi’c Z., Continuum crowds, „Journal Transactions on Graphics”, Vol. 25, 2006, pp. 1160–1168 [dok. elektr.] http://grail.cs.washington.edu/projects/crowdflows/continuum-crowds.pdf , [dostęp 09.2015].
• [31] Bonabeau E., Agent_based modeling: Methods and techniques for simulating human systems. „Proc. National Academy of Sciences of the United States of America”, Vol. 99, 2002, pp. 7280–7287. [dok. elektr.] http://www.pnas.org/content/99/suppl_3/7280.full, [dostęp 09.2015].
• [32] Helbing D., Dirk, Molnár P., Social force model for pedestrian dynamics, „Physical Review E”, Vol. 51, 1995, pp. 4282–4286.
• [33] Helbing D., Farkas I., Vicsek T., Simulating dynamical features of escape panic, „Nature”, Vol. 407, 2000, pp. 487–490 [dok. elektr.] http://angel.elte.hu/panic/, [dostęp 09.2015].
• [34] Vicsek T., Czirok A., Ben-Jacob E., Cohen I., Shochet O., Novel type of phase transition in a system of self-driven particles, “Physical review letters”, Vol. 75, 1995, pp. 1226–1229 [dok. elektr.] http://www.seas.upenn.edu/~jadbabai/ESE680/Vicsek_SPP.pdf, [dostęp 09.2015].
• [35] Couzin I.D., Krause J., James R., Ruxton G.D., Franks N.R., Collective memory and spatial sorting in animal groups, "J. theor. Biol.”, Vol. 218, 2002, pp. 1–11 [dok. elektr.] http://www.princeton.edu/~icouzin/Couzin%20et%20al%20JTB.pdf, [dostęp 09.2015].
• [36] Park J., Collective motion in 3D and hysteresis, 2011 [dok. elektr.] http://uu.diva- portal.org/smash/get/diva2:431571/FULLTEXT01.pdf, [dostęp 09.2015].
• [37] Homepage of ETH Zurich’s Chair of Sociology, in particular of Modeling and Simulation (SOMS) [dok. elektr.] http://www.soms.ethz.ch/ [dostęp 09.2015].
• [38] Helbing D., Molnár P., Farkas I., Bolay K., Self-organizing pedestrian movement, „Environment and Planning B: Planning and Design”, Vol. 28, 2001, pp. 361–283.
• [39] Kułakowski K., Automaty komórkowe, AGH-UST, Ośrodek Edukacji Niestacjonarnej, 2000.
• [40] Wąs J., Algorytmy modelownia inteligentnych zachowań w zagadnieniach dynamiki pieszych z zastosowaniem niehomogenicznych automatów komórkowych, rozprawa doktorska, AGH, Kraków, 2006, [dok. elektr.] http://winntbg.bg.agh.edu.pl/rozprawy/9768/full9768.pdf, [dostęp 09.2015].
• [41] Dudek-Dyduch E., Wąs J., Knowlege Representation of Pedestrian Dynamics in Crowd: Formalism od Cellular Automata, ICAIS Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag, 4029, 2006, 1101–1110.
• [42] Nowak P., Systemy agentowe, AGH [dok. elektr.] watchman.googlecode.com/files/Agents%20system%20-%20article.pdf, [dostęp 09.2015].
• [43] Bandini S., Manzoni S., Vizzari G., Situated Cellular Agents: a Model to Simulate Crowding Dynamics, IEICE Trans., E85-A, 2002, [dok. elektr.] http://www.researchgate.net/publication/220238705_Situated_Cellular_Agents_A_Model_to_Simulate_Crowding_Dynamics, [dostęp 09.2015].
• [44] Bandini S., Federici M.L., Giuseppe Vizzari G., Situated Cellular Agents Approach to Crowd Modeling and Simulation, „Cybernetics and Systems”, Issue 8, 2007, pp. 729–753, [dok. elektr.] http://www.researchgate.net/publication/220231376_Situated_Cellular_Agents_Approach_to_Crowd_Modeling_and_Simulation, [dostęp 09.2015].
• [45] Wąs J., Lubaś R., Towards realistic and effective Agent-based models of crowd dynamics, „Neurocomputing”, Vol. 146, 2014, pp. 199–209 [dok. elektr.] http://www.researchgate.net/publication/265359722_Towards_realistic_and_effective_Agent-based_models_of_crowd_dynamics, [dostęp 09.2015].
• [46] Barański M., Maciak T., Określanie czasu procesu bezpiecznej ewakuacji ludności z zagrożonych obiektów, „Zeszyty Naukowe SGSP”, 49 (2014), 78–97.
• [47] Barański M., Maciak T.; Możliwości współczesnego oprogramowania do symulacji procesu ewakuacji ludności z zagrożonych obiektów, „Zeszyty Naukowe SGSP”, 50 (2014), 5–25.

Uwagi

PL

Artykuł został sfinansowany z pracy statutowej Wydziału Informatyki Politechniki Białostockiej S/WI/1/2013.