Любой, кто присутствовал на концерте Брюса Спрингстина на Стадионе Ullevi в Гетеборге, Швеция, в 1985 вспомнит больше, чем просто хорошие колебания. Во время заключительных чисел звезды болельщики качали арену настолько трудно, что требовались миллионы ценности долларов ремонтных работ. Теперь, инженеры думают, что они могут оценить влияние толп в таких ситуациях — метод, который мог сделать стадионы, мосты и другие гражданские структуры намного более безопасными.
Силы толп на гражданских структурах — известный как вынужденные толпой грузы — являются серьезной проблемой для проектировщиков. Если грузы становятся слишком высокими, структура может явно исказить.
Несмотря на то, что риск краха является обычно маленьким, люди могут запаниковать и, в худших случаях, паническом бегстве.Идеально, было бы возможно предсказать максимум вынужденные толпой грузы так, чтобы проектировщики могли ввести соответствующие гарантии. Достаточно легко измериться, груз единственного танцующего бибоп человека – просто просят, чтобы они подпрыгнули на некоторых весах.
Трудность прибывает в измерение объединенных грузов людей. Вы не можете просто экстраполировать изменяющий время груз единственного человека из-за «результата толпы»: Люди отвечают на ритм более точно в массе, чем они делают в изоляции. Математики знают, что этот тип синхронизации приводит к большому увеличению максимальной нагрузки — но вполне как большой, они не могут сказать.Инженеры Паоло Маццолени и Эмануэле Заппа в Politecnico di Milano в Италии нашли способ заняться проблемой.
Они предлагают оценить грузы от фактических движений людей с помощью цифровых видеокамер. Пока Вы знаете примерно, насколько крупный люди, и сколько они ускоряют вверх и вниз, Вы можете — через уравнения Ньютона — вычисляют их силу на структуру ниже их.Мэззолени и Заппа проверили их идею на Стадионе Г. Миззы в Милане, домой двух профессиональных футбольных команд города. Они попросили между одним и восемью волонтерами подпрыгивать на одном из стендов перед видеокамерой, после удара метронома.
Камера сломала изображения в сетку так, чтобы исследователи видели структуру структурой, когда каждая клетка была заполнена или освобождена движениями волонтеров. Вычислив ускорение волонтеров от этого процесса, бригада просто должна была сложить общую массу волонтеров для оценки их объединенной подскакивающей силы — т.е. их груза на стадионе.
Для проверки этой оценки Мэззолени и Заппа сравнили его с чтениями от датчиков, которые они поместили на стенд. Несоответствие, как они объясняют в газете, должной быть изданной в Механических Системах и Сигнальной Обработке, было всего 15%. Поскольку это несоответствие было не хуже для восьми человек, чем один, результаты предполагают, что метод видео захвата работал бы хорошо на намного более многочисленные толпы.
Инженер Мартин Уильямс из Оксфордского университета в Соединенном Королевстве соглашается, что метод работает хорошо и говорит, что это имеет преимущество того, чтобы быть сделанным в реальном урегулировании — в противоположность наличию волонтеров, вскакивают на датчики силы в лаборатории, например. Но он думает, что камеры могли бы бороться с более многочисленными толпами, когда люди затеняют друг друга. «Это все еще работало бы, если бы они были более связаны с большим наложением?» он спрашивает. «Это интересно, но я не уверен, насколько полезный это будет на практике. Это имеет ограничения».Если метод может работать на увеличенные толпы, Мэззолени говорит, что проектировщики могли бы использовать его для испытания их планов более строго.
Инженеры могут уже вычислить, как их предложенные структуры физически ответят на груз, он говорит — они просто не знают, насколько большой грузы будут. «Это – цель нашей работы, для предоставления метода для оценки этого груза», добавляет он. «Это может быть сделано в существующей структуре. Вам не нужен новый».