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PUT Nr.
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FOrschungsmagazin der Bergischen Universität Wuppertal
/
Wintersemester 2014/2015
16
Verfügung und wird mittlerweile weltweit von unter-
schiedlichen Forschungsgruppen verwendet (
www.fz-
juelich.de/jsc/petrack
).
Aber auchVerfahren, die ohne Marker arbeiten und in
Zukunft für Feldversuche zum Einsatz kommen, sind in
der Entwicklung [7]. Im Projekt „BaSiGo“ wurde in den
Experimenten zudem der Schritt vollzogen, nicht nur
die Laufwege jedes Fußgängers zu bestimmen, sondern
auch zu identifizieren, welchem Probanden dieser Lauf-
weg zuzuordnen ist. Sobald die Entwicklung und Adap-
tion der zu Grunde liegenden Algorithmen abgeschlos-
sen ist, wird es möglich sein, zu untersuchen, inwieweit
Eigenschaften wie Geschlecht, Alter, Größe und Fitness
einzelner Probanden sich in kollektiven Eigenschaften
von Personenströmen auswirken. Die Videoaufnahmen
der Versuche und auch die Trajektorien stehen auf den
Webseiten
www.asim.uni-wuppertal.de/datenbank.html
und
http://ped.fz-juelich.de/database
zur Verfügung.
Bei der Auswertung der Laufwege der Fußgänger hel-
fen Konzepte aus dem Ingenieurwesen, der Physik und
Mathematik. Ein spezielles Problem stellt dabei die Mes-
sung der Dichte dar. ImAllgemeinen soll diese möglichst
lokal bestimmt werden. Allerdings sind die „Teilchen“
– hier die Fußgänger – von der gleichen Größenord-
nung wie der Messbereich, in dem die Dichte bestimmt
werden soll. Dies führt zu großen Fluktuationen. Zur
Lösung dieses Problems werden Voronoi-Diagramme
genutzt, die jeder Person all die Punkte im Raum zuord-
nen, die näher an ihr selbst als an einer anderen Person
liegen. Diese Messmethode ermöglicht es, Iso-Karten
Dynamik von Fußgängerströmen
von Dichte, Geschwindigkeit und Flüssen zu erstellen
(Abb. 3). So kann identifiziert werden, an welchen Stel-
len potentiell gefährlich hohe Dichten auftreten oder wo
exakt die Prozesse stattfinden, die zu Beschränkungen
des Durchsatzes führen. Abbildung 3a zeigt die Iso-Kar-
te für den Durchsatz vor einer Engstelle. Es zeigt sich,
dass sich der Durchsatz nicht in der Engstelle selbst än-
dert (Übergang von Grün zu Rot), sondern etwa einen
Meter vor der Engstelle. Dies rechtfertigt die Annahme,
dass die notwendige Koordination beim „Einsortieren“
der Fußgänger in die Engstelle die Verminderung des
Durchsatzes bestimmt.
Die empirischen Ergebnisse werden nicht nur für die
Verbesserung von gesetzlichen Regelungen und Hand-
büchern, sondern auch zur Entwicklung von Modellen,
welche die Bewegung einzelner Fußgänger abbilden,
herangezogen. So ist es möglich, den Einfluss jeder ein-
zelnen Person auf die Dynamik eines Personenstromes
zu berücksichtigen. In dem am Forschungszentrum
Jülich entwickelten
Generalized Centrifugal Force Mo-
del
(GCFM) wird der sich fortbewegende menschliche
Körper durch Ellipsen abgebildet, welche ihre Achsen
mit der Geschwindigkeit ändern [8]. Um den Ellipsen
ein wenig „Geist einzuhauchen“ erhalten sie zudem
die Möglichkeit, Stausituationen zu erkennen, in der
wahrnehmbaren Umgebung nach alternativen Routen
zu suchen und diese zu bewerten [7]. Abbildung 4 zeigt
diesen Prozess für einen Raum mit zwei Ausgängen.
Zunächst gehen alle Fußgänger zu dem Ausgang, der
ihnen am nächsten gelegen ist (Abb. 4a). Es bilden sich
Abb. 2a: Die Probanden tragen Marker auf den Köpfen, so dass die Laufwege der Fuß-
gänger (rote Linien) automatisch und auf wenige Zentimeter genau bestimmt werden
können.
Abb. 2b: Um die Laufwege in drei-dimensionalen Anlagen wieTribünen (siehe Abb. 1c)
ermitteln zu können, werden Stereokameras eingesetzt. Hiermit lässt sich ein Höhen-
feld berechnen, das auch die Kontur der Fußgänger wiedergibt.