Wenn Menschenmassen zu Fuß unterwegs sind, fällt es Forschern bis heute erstaunlich schwer, ihr Verhalten in Formeln zu fassen. Viel schwerer, als wenn dieselbe Anzahl von Menschen mit dem Auto unterwegs wäre, erklärt der Physiker Andreas Schadschneider.
"Das Verhalten des einzelnen Autofahrers wird im Wesentlichen durch das Fahrzeug vor ihm bestimmt. Während in der Fußgängerdynamik, da haben wir viel komplexere Situationen. Wir haben Ströme, die sich in unterschiedliche Richtungen bewegen, wir haben Gegenverkehr, dem man ausweichen muss. Und unser Verhalten richtet sich nicht nur nach der Person, die einem am nächsten steht. Also die Wechselwirkungen zwischen Fußgängern sind wesentlich komplexer als die zwischen Autos."
Der Professor von der Universität Köln ist Experte für die mathematische Beschreibung von Fußgängerströmen - eine Expertise, die zum Beispiel dann gefragt ist, wenn Evakuierungspläne für Stadien und Konzerthallen erstellt werden. Denn im Kern dreht sich dabei alles um die Frage: Wie bekommt man möglichst schnell möglichst viele Personen aus der Gefahrenzone? Das Problem dabei: Kollektive Phänomene wie Herdentrieb und Stau oder Verstopfung an Engstellen beeinflussen den Menschenstrom.
"Es gibt zahlreiche Dinge, die man noch nicht verstanden hat. Insbesondere wenn es um quantitative Angaben geht."
Genau die sind aber nötig, um festzulegen, wie breit ein Fluchtkorridor sein sollte oder die Tür eines Notausgangs. Um Wissenslücken zu schließen, stellten japanische Forscher kürzlich die Flucht aus einem Raum mit nur einem Ausgang mit Dutzenden Studenten nach. Dabei variierten sie die Breite der Tür und teilten die Teilnehmer des Evakuierungsversuchs in zwei Gruppen. Die Mitglieder der ersten sollten sich kooperativ verhalten, die der zweiten aggressiv zum Ausgang drängeln.
"Und überraschenderweise hat man in diesen Experimenten herausgefunden, dass für schmale Türen das kooperative Verhalten, also wo jeder höflich dem anderen den Vortritt lässt, zu niedrigeren Evakuierungszeiten führt. Während für breite Türen das agressive Verhalten zu kürzeren Evakuierungszeiten führt."
War die Tür mehr als 80 Zentimeter breit, erwies sich massives Drängeln als effizienter. Andernfalls zahlte sich Hilfsbereitschaft aus. Erkenntnisse, die unter anderem einmal bei der Evakuierung von Flugzeugen wichtig werden könnten, betont Andreas Schadschneider. Und fügt hinzu: Die Gefahr einer Massenpanik werde generell stark überschätzt. Allen Untersuchungen zufolge verhalten sich Menschen im Notfall nämlich genauso vernünftig und rücksichtsvoll wie immer. Wenn sie einander bei der Flucht zu Tode trampeln, dann nur deshalb, weil sie wegen nachdrückender Massen keine andere Wahl haben.
"Das Entscheidende in solchen Notfallsituationen, wenn es dort zu Verletzten oder gar Todesfällen kommt, sind die hohen Dichten, die dort auftreten. Wenn man fünf, sechs, sieben Personen pro Quadratmeter hat und da fällt mal jemand hin vor Erschöpfung, dann hat der keine Chance mehr, jemals wieder aufstehen zu können."
Um das Risiko bei künftigen Großveranstaltungen zu verringern, tüftelt Andreas Schadschneider derzeit mit Sicherheitsexperten von Polizei und Feuerwehr an einem elektronischen Evakuierungsassistenten für die Düsseldorfer Esprit-Arena.
"Und das wird halt versucht, in diesem Projekt Hermes zu erreichen, indem man die Informationen über die aktuelle Besetzung des Stadions in den verschiedenen Rängen, in den Umläufen und so weiter mithilfe von Ticketverkäufen und Videokameras feststellt. Das wird dann eingespeist in eine Computersimulation – unter der Randbedingung der verfügbaren Rettungswege. Und diese Simulation liefert einem dann Hinweise, wo es unter den gegebenen Bedingungen zu Problemen kommt. Also wo treten Stauungen auf, und so weiter?"
Diese Informationen sollen den Einsatzkräften dann helfen, die richtigen Entscheidungen zu treffen. Also etwa alle Fans aus Block E zum linken Ausgang zu lotsen. Empirische Daten für ihre Berechnungen haben die Kölner Forscher bereits bei Großversuchen mit Hunderten Soldaten und Studenten gesammelt. Jetzt geht es darum, Algorithmen zu entwickeln, die im Ernstfall in Minutenschnelle das Verhalten von 50 000 Stadionbesuchern simulieren. 2011 soll ein Prototyp des kompletten Systems in Düsseldorf installiert und getestet werden.
"Das Verhalten des einzelnen Autofahrers wird im Wesentlichen durch das Fahrzeug vor ihm bestimmt. Während in der Fußgängerdynamik, da haben wir viel komplexere Situationen. Wir haben Ströme, die sich in unterschiedliche Richtungen bewegen, wir haben Gegenverkehr, dem man ausweichen muss. Und unser Verhalten richtet sich nicht nur nach der Person, die einem am nächsten steht. Also die Wechselwirkungen zwischen Fußgängern sind wesentlich komplexer als die zwischen Autos."
Der Professor von der Universität Köln ist Experte für die mathematische Beschreibung von Fußgängerströmen - eine Expertise, die zum Beispiel dann gefragt ist, wenn Evakuierungspläne für Stadien und Konzerthallen erstellt werden. Denn im Kern dreht sich dabei alles um die Frage: Wie bekommt man möglichst schnell möglichst viele Personen aus der Gefahrenzone? Das Problem dabei: Kollektive Phänomene wie Herdentrieb und Stau oder Verstopfung an Engstellen beeinflussen den Menschenstrom.
"Es gibt zahlreiche Dinge, die man noch nicht verstanden hat. Insbesondere wenn es um quantitative Angaben geht."
Genau die sind aber nötig, um festzulegen, wie breit ein Fluchtkorridor sein sollte oder die Tür eines Notausgangs. Um Wissenslücken zu schließen, stellten japanische Forscher kürzlich die Flucht aus einem Raum mit nur einem Ausgang mit Dutzenden Studenten nach. Dabei variierten sie die Breite der Tür und teilten die Teilnehmer des Evakuierungsversuchs in zwei Gruppen. Die Mitglieder der ersten sollten sich kooperativ verhalten, die der zweiten aggressiv zum Ausgang drängeln.
"Und überraschenderweise hat man in diesen Experimenten herausgefunden, dass für schmale Türen das kooperative Verhalten, also wo jeder höflich dem anderen den Vortritt lässt, zu niedrigeren Evakuierungszeiten führt. Während für breite Türen das agressive Verhalten zu kürzeren Evakuierungszeiten führt."
War die Tür mehr als 80 Zentimeter breit, erwies sich massives Drängeln als effizienter. Andernfalls zahlte sich Hilfsbereitschaft aus. Erkenntnisse, die unter anderem einmal bei der Evakuierung von Flugzeugen wichtig werden könnten, betont Andreas Schadschneider. Und fügt hinzu: Die Gefahr einer Massenpanik werde generell stark überschätzt. Allen Untersuchungen zufolge verhalten sich Menschen im Notfall nämlich genauso vernünftig und rücksichtsvoll wie immer. Wenn sie einander bei der Flucht zu Tode trampeln, dann nur deshalb, weil sie wegen nachdrückender Massen keine andere Wahl haben.
"Das Entscheidende in solchen Notfallsituationen, wenn es dort zu Verletzten oder gar Todesfällen kommt, sind die hohen Dichten, die dort auftreten. Wenn man fünf, sechs, sieben Personen pro Quadratmeter hat und da fällt mal jemand hin vor Erschöpfung, dann hat der keine Chance mehr, jemals wieder aufstehen zu können."
Um das Risiko bei künftigen Großveranstaltungen zu verringern, tüftelt Andreas Schadschneider derzeit mit Sicherheitsexperten von Polizei und Feuerwehr an einem elektronischen Evakuierungsassistenten für die Düsseldorfer Esprit-Arena.
"Und das wird halt versucht, in diesem Projekt Hermes zu erreichen, indem man die Informationen über die aktuelle Besetzung des Stadions in den verschiedenen Rängen, in den Umläufen und so weiter mithilfe von Ticketverkäufen und Videokameras feststellt. Das wird dann eingespeist in eine Computersimulation – unter der Randbedingung der verfügbaren Rettungswege. Und diese Simulation liefert einem dann Hinweise, wo es unter den gegebenen Bedingungen zu Problemen kommt. Also wo treten Stauungen auf, und so weiter?"
Diese Informationen sollen den Einsatzkräften dann helfen, die richtigen Entscheidungen zu treffen. Also etwa alle Fans aus Block E zum linken Ausgang zu lotsen. Empirische Daten für ihre Berechnungen haben die Kölner Forscher bereits bei Großversuchen mit Hunderten Soldaten und Studenten gesammelt. Jetzt geht es darum, Algorithmen zu entwickeln, die im Ernstfall in Minutenschnelle das Verhalten von 50 000 Stadionbesuchern simulieren. 2011 soll ein Prototyp des kompletten Systems in Düsseldorf installiert und getestet werden.