Crowdsimulatie: zo bereidt Utrecht zich voor op de Tour de France

Inwoners van Utrecht weten het dondersgoed, de Grand Départ komt er aan. Voor de rest van Nederland: we praten natuurlijk over de start van de Tour de France die dit jaar in Utrecht plaatsvindt. Dit is niet iets wat je op een zaterdagnamiddag kunt plannen, daar gaat jaren werk in zitten. Een belangrijk onderdeel van de planning is het simuleren van de bezoekersstromen om de plannen voor de inrichting van de omgeving te toetsen, voor dit evenement van ongekende grootte voor de stad Utrecht.

Het simuleren van bezoekersstromen is meer dan een rekensom van oppervlakte gedeeld door het aantal bezoekers. Het is een complexe materie waarbij elementen (mensen, obstakels) elkaar beïnvloeden. Een tunnel of brug van 3 meter breed is misschien breed genoeg bij een normale stroom mensen. Maar hoe is dit als er meer mensen gebruik van willen maken, zoals op zaterdag 4 juli, als het met 350.000 verwachte bezoekers veel drukker zal zijn dan normaal?

Advies- en ingenieursbureau Movares heeft de simulatiesoftware Reach! ontwikkeld waarmee de omgeving in kaart gebracht kan worden. Deze software is samengevoegd met de crowdsimulatiesoftware van de Universiteit Utrecht die is gemaakt door Dr. R.J Geraerts en zijn team binnen het COMMIT/ onderzoeksprogramma. Deze kan grote groepen mensen en hun autonome bewegingen  in deze omgeving simuleren. Meer dan één miljoen bezoekers kunnen in kaart worden gebracht op een computer!

En dat is nodig, want voor de Grand Départ van de Tour de France komen in totaal naar verwachting in totaal zo’n 600.000 tot 800.000 toeschouwers naar Utrecht.

Je wilt je als organisator graag goed voorbereiden op de Tour. Maar een simulatie is niet zaligmakend. De menselijke expertise van de Tourorganisatie is daarom altijd leidend. Maar het is wel handig om vooraf alvast wat ideeën te kunnen toetsen met de computersimulatie. Om zich beter te kunnen voorbereiden op het grote aantal toeschouwers, zijn er diverse scenario’s doorgerekend. Een voorbeeld van zo’n scenario is het doorrekenen van de effecten van 50.000 extra toeschouwers. Of: is het verstandig om één of twee voetgangersloopbruggen toe te voegen aan de omgeving?

De omgeving in kaart

De stappen om een omgeving in kaart te brengen zijn redelijk eenvoudig. Als basis wordt de bestaande infrastructuur (bijvoorbeeld huizen, wegen, water) in de computer gezet. Daarna worden de specifieke evenementobjecten zoals dranghekken, tribunes en wegwijzers ingevoerd. Hierdoor ontstaat een model waar bewegingen van mensen op kunnen worden gesimuleerd.

Ik ga mijn eigen weg

Mensen nemen niet altijd de wegen die jij als organisator wilt. Het bestaan van olifantenpaadjes is daar een mooi voorbeeld van. Ook is er een verschil tussen kinderen, volwassenen en ouderen. Ieder heeft zijn eigen voorkeur: volwassenen gaan bijvoorbeeld vaak om een plas heen, kinderen er doorheen.

Iedere beweging is uniek

Als je bij simulatie denkt aan een militaire parade waarbij soldaten in het gelid lopen, dan heb je het mis. In een parade is er een duidelijke orde en weten de soldaten welke kant, snelheid en afstand moet worden gehouden.

De bezoekers van een evenement als de start van de Tour de France zijn (letterlijk) minder uniform. Ouders met kinderen, senioren, schooljeugd en hangjongeren, alles zit er tussen. Ieder heeft zijn eigen doel en snelheid. De simulatie moet dit dan ook in kaart brengen.

Wat het fascinerende is aan dit soort simulaties is de bijna ‘chaostheorie-‘achtige causaliteit. Iemand die even iets langzamer loopt, stil staat om de neus van een kind te snuiten of iets anders doet, kan de oorzaak zijn dat het opeens het helemaal vastloopt.

Simuleren maar!

Vervolgens kan een stroom bezoekers worden gesimuleerd en scenario’s worden getest. Stel je voor dat er 50.000 bezoekers meer zijn. Loopt het dan vast? Dit soort vragen worden met simulatie inzichtelijk gemaakt. Iedereen is een individu maar ook onderdeel van een groep in de simulatie. Daarom is onderlinge coördinatie erg belangrijk, zeker op plekken waar het druk is. Dit is dan ook een belangrijke vernieuwing in het simulatiemodel.

Zoals gezegd, meer dan 1 miljoen mensen kunnen gesimuleerd worden op één pc, al is dit niet in realtime. Dit is een grote stap voorwaarts ten opzichte van de eerdere versie die door de Universiteit Utrecht is ontwikkeld. Deze kon ‘slechts’ 64.000 mensen simuleren.

Betere voorspellingen

De simulatie is ruim voor het evenement gedaan en zorgt voor een omgeving die de verwachte toestroom aankan. Maar de ambities van Geraerts gaan verder. Naderhand worden camerabeelden gebruikt om te zien of de simulatie en de werkelijkheid overeenkomen. Hiermee kan het model verder verbeterd worden door bijvoorbeeld het model aan te vullen met specifieke gedrag van een groepje mensen die (binnen een bandbreedte) bij elkaar in de buurt blijven.

Geraerts werkt al aan zijn volgende ambitie. Het ultieme doel is namelijk het creëren van een realtime systeem dat op basis van echte bewegingen kan voorspellen waar een mogelijk probleem zich gaat voordoen en daarbij de mensenstroom gaat sturen om te voorkomen dat het probleem zich voordoet.

Toepassingen

Het is natuurlijk niet alleen voor een tourstart toe te passen. Ook bij drukte in grote 3D-infrastructuren, zoals een station, stadion of luchthaven, kan een dergelijk systeem waarde toevoegen. Dit vereist wel flexibiliteit van de organisaties die dit doen. Je moet in staat zijn om bij een realtime-systeem ook realtime-beslissingen te nemen die begrijpelijk en uitvoerbaar zijn voor de mensen. Daarnaast is ook de infrastructuur van belang en een nieuw ontwerpparadigma (de routeerbaarheid van stromen mensen).

Simulatie

Eén ding wordt niet door Geraerts gesimuleerd (hoewel dit mogelijk wel zou kunnen) en dat is het verloop van de etappe en de uitslag. Hoewel het om veel minder personen gaat (maximaal 200) zijn de parameters complexer. Toch zou dit ook een mooi onderzoeksprogramma zijn waar je misschien zelfs nog wel geld mee kunt verdienen door middel van weddenschappen.

Foto intro via WikiMedia Commons