Wearables, tweets & GPU’s: zo helpt de wetenschap Pinkpop

Pinkpop is waarschijnlijk Nederlands bekendste popfestival. In het weekend van Pinksteren trekken tienduizenden muziekliefhebbers (tot wel 60.000 per dag) naar Landgraaf voor drie dagen muziek en plezier. Zo’n festival vraagt enorm veel voorbereiding. Hoe kan de wetenschap de organisatie helpen bij de planning en organisatie van zoveel mensen?

Planning

Pinkpop is niet iets wat je op een zaterdagmiddag in elkaar zet. De planning voor de volgende editie van Pinkpop begint de dag nadat het evenement is afgelopen. Als je zolang van te voren aan het plannen bent kan je rekening houden met een hele hoop zaken, maar over een ding heb je zeker geen controle: het weer.

Pinkpop-weer voorspellen

Natuurlijk weet je wat je kunt verwachten qua weer. Pinksteren valt 49 dagen na Pasen en ligt dus ergens tussen begin mei en begin tot midden juni. In deze periode zijn temperaturen onder nul ’s nachts zeldzaam maar het verschil in hoogste en laagste gemeten temperatuur kan zomaar 25 graden zijn.

Het festivalseizoen loopt ongeveer van mei tot september, een periode waarin het weer in het algemeen goed genoeg is om buitenactiviteiten te organiseren. Alleen bij een heel vroeg Pasen wordt Pinkpop verschoven naar een andere datum. Ons klimaat is aan het veranderen en het weer wordt extremer, je ziet het regelmatig op televisie. Met de storm van Pukkelpop in 2011 nog vers in het geheugen (vijf doden en meer dan tien gewonden) is de aandacht voor extreme weeromstandigheden, en de planning wat te doen in zo’n geval, veel groter geworden.

Pinkpop 2014

Het begin van Pinkpop dit jaar was geweldig met de wereldberoemde Rolling Stones. De eerste paar dagen was het lekker weer. Op maandag, de laatste dag van het festival, begon het aan het begin van de avond opeens slecht weer te worden. Vlak voor dat Metallica zou optreden. Meer dan 1500 bliksemflitsen werden geregistreerd in een periode van 10 minuten op het festivalterrein, in combinatie met zware regenval.

Een lose-lose situatie

Wat moet je als organisatie in zo’n situatie doen? Het lijkt wel of je nooit kunt winnen. Als het optreden wordt afgelast en het weer blijkt mee te vallen, dan zijn mensen boos. Laten ze het optreden doorgaan en is het weer inderdaad zo slecht als verwacht, en er vallen slachtoffers, dan zijn mensen boos. Je moet iets doen, niets doen is eigenlijk geen optie.

Kan de wetenschap helpen?

Natuurlijk kan de wetenschap niet voorkomen dat we extreem weer krijgen. We hebben als mensen natuurlijk wel invloed op het weer in algemene zin, door ons gebruik van fossiele brandstoffen en ontbossing. Dit beïnvloedt het klimaat en daardoor ook het weer. Recent ontwikkelde het KNMI 14 nieuwe klimaatscenario’s waarin extreem weer (zowel neerslag als droogte) vaker voorkomen. Het ontwikkelen van dit soort scenario’s is een kwestie van veel rekenwerk.

Dit is ook een punt waarop de wetenschap een bijdrage kan leveren. Laten we eens kijken over wat voor calculaties we het hebben.

Klimaatveranderingen

Door de klimaatveranderingen smelt het ijs op Groenland en stroomt veel zoet water de Atlantische Ocean in. Hierdoor verandert de stroming in het water en als gevolg daarvan stijgt het water op de ene plek, terwijl het op andere plekken juist daalt.

Stroomsnelheid, temperatuur & zout

De vraag is dit precies gebeurt, hoeveel de stijging of daling is en op welke termijn dit gaat gebeuren. Om dit te kunnen voorspellen, moet je kijken naar de oceaan en die bijvoorbeeld opdelen in een raster van 10 bij 10 km. In ieder vakje van het raster meet je de temperatuur, de hoeveelheid zout in het water en de stroomsnelheid. Aan de hand daarvan bereken je hoeveel water naar het volgende vak wordt getransporteerd.

Dat vak heeft ook weer zijn eigen stroomsnelheid, temperatuur en dergelijke. De stroming beïnvloedt ook weer het smelten van het ijs waardoor er meer of juist minder water bij komt. Het is een groot systeem van oorzaak en gevolg dat je, als je een goed model wilt hebben, moet doorrekenen voor  een periode van minimaal 100 jaar om een beginnetje te hebben voor een betrouwbaar model.

Big data: Graphical Processing Units

Als je het hebt over big data, dan is klimaatverandering daar een goed voorbeeld van. Dus met een paar CPU’s kun je dit wel berekenen, toch? Nee, je hebt niet zozeer CPU’s nodig, maar Graphical Processing Units (GPU’s). Deze processoren worden gebruikt in grafische kaarten voor computerspellen op pc’s en game consoles. GPU’s hebben duizenden zogenaamde cores die simpele berekeningen kunnen uitvoeren, in tegenstelling tot bijvoorbeeld een normale CPU, waar maar 8 cores in gaan (die dan wel meer complexe berekeningen kunnen doen). GPU’s kunnen tot 200GB aan data per seconde doorrekenen.

In het Nederlandse onderzoeksprogramma COMMIT/ wordt gewerkt aan een infrastructuur en een methodologie die dit soort problemen aan kan en waarmee je GPU’s zo optimaal mogelijk kunt inzetten. Hierdoor optimaliseer je het proces en maak je de benodigde tijd en energie kleiner, wat weer beter is voor het milieu.

De bijdrage van wetenschap stopt daar echter niet.

Wat leeft er bij het publiek?

Smartphones en Twitter bieden mensen een platform waarmee ze kunnen vertellen wat ze doen, wat ze leuk vinden en hoe ze zich voelen (om maar eens een paar voorbeelden te noemen). Voor het eerst kunnen we op grote schaal makkelijk de berichten en gemoedstoestand van groepen mensen monitoren.

Uitdagingen bij het analyseren van tweets

Binnen COMMIT/ wordt onderzoek gedaan naar hoe je kunt meten hoe mensen zich voelen en wat voor emoties ze hebben, bijvoorbeeld op een festival als Pinkpop. Dit wordt gedaan door het analyseren van tweets die over Pinkpop gaan. Daar horen wel een aantal uitdagingen bij:

1. Alleen die tweets analyseren die echt over Pinkpop gaan.
2. Herkennen van de emoties of gemoedstoestand in een tweet.
3. Filteren van alleen mensen die echt aanwezig zijn op het festival (in het geval dat je wilt meten wat de aanwezigen op het festival voelen).

De eerste twee uitdagingen zijn goed op te lossen door het gebruik van hashtags en trefwoorden. Het is makkelijker om te zoeken op Pinkpop, #PP2014 of #Pinkpop2014 dan het analyseren van een tweet en het afleiden dat deze over Pinkpop zou moeten gaan.

Hoe kan het systeem tweets over Pinkpop herkennen?

Op basis van een locatie (op het podium), de naam van een band (Rolling Stones) en de tijd (wanneer de tweet verzonden is) zou een algoritme kunnen afleiden dat dit over Pinkpop gaat, maar om dat te kunnen moet het systeem toch vrij veel kennis hebben. Het moet in staat zijn om te begrijpen wat ‘op het podium’ betekent, dat de Rolling Stones optreden (kennis van het programma) en de logica om alles aan elkaar te knopen.

Onze taal is flexibel en dit is maar een voorbeeld van een tweet over de Rolling Stones die optreden. Er zijn nog veel meer tweets te bedenken die in essentie hetzelfde beschrijven. Het halen van emotie uit een tweet is nog complexer, maar dat is makkelijker op te lossen als mensen hashtags gebruiken als #zinin of #geenzin. Het is met die tweets ook mogelijk om ‘spamfilters’ te trainen dat soort tweets te herkennen, zelfs als ze niet zo’n tag bevatten.

Stressvolle situaties

Nadeel is dat mensen in stressvolle situaties primair letten op wat er aan de hand is: het gebruik van hun smartphone is dan niet hun eerste prioriteit. Onze hersenen zijn geprogrammeerd om in zo’n situatie oplettend te zijn. Je zou kunnen stellen dat een daling van het aantal tweets ten opzichte van de normale hoeveelheid tweets aangeeft dat er een potentieel gevaarlijke situatie is.

Ontevredenheid meten

Ontevredenheid is, net zo als het feit of mensen ergens zin in hebben, goed te monitoren met bijvoorbeeld de hashtags #fail of #epicfail. Wat nog niet duidelijk is uit een tweet: is diegene die tweet ook echt op Pinkpop aanwezig? Gelukkig is ongeveer één procent van de tweets voorzien van GPS-data (vrijwillig meegegeven als metadata), dus de onderzoekers konden makkelijk tweets identificeren die van mensen op Pinkpop aanwezig waren. Uit de analyse van de tweets komt naar voren dat er bij twitterende Pinkpopbezoekers niet echt een gevoel van naderend onheil was gedurende het noodweer op zondagavond.

Er werden grappen gemaakt over de hit van Metallica ‘Ride the Lightning’, samen met nog meer grappen die wezen op een ontspannen sfeer, direct nadat het noodweer ophield.

Helpen tweets van de organisatie?

Tot nu toe is het onderzoek gefocust op het analyseren van alle tweets. Er zijn ideeën om te kijken wat de invloed is van tweets die door de organisatie worden uitgezonden. Tweet die bedoeld zijn om mensen gerust te stellen en zo te proberen de situatie te sturen. De uitdaging daarbij is dat mensen heel divers kunnen reageren op tweets. Sommigen doen wat er gevraagd wordt, anderen juist weer niet.

Evacueren of niet evacueren, dat is de vraag

Op social media en in de media was veel discussie of er wel of niet ontruimd moest worden. Maar is het altijd mogelijk om te ontruimen op ieder moment of iedere situatie? Het antwoord is natuurlijk nee, de mogelijkheid om te ontruimen is situationeel bepaald en hangt van vele zaken af.

We gaan er even vanuit dat het terrein de massa bezoekers aan kan met voldoende en brede uitgangen. Als je dit wilt onderzoeken, dan gebruik je bijvoorbeeld software die tot 60.000 mensen kan simuleren. Wat tijdens het event moet gebeuren is het monitoren en besturen van de mensenmassa. Waar zijn ze, wat doen ze? Dat laatste is gaat trouwens niet zozeer om waar ze naar luisteren, maar of ze stilstaan of juist in beweging zijn.

Wearables: een armbandje voor iedere bezoeker

Om te meten waar mensen zijn en wat ze doen, heb je een app nodig. Natuurlijk kan je deze combineren met informatie over het festival (wie treedt op en waar), maar voor Pinkpop zou een wearable in de vorm van een armband een betere oplossing zijn. Hierop zouden andere functies kunnen worden geïntegreerd zoals toegang, betaling en loyalty. Dit gecombineerd met geavanceerde informatie over de bezoekers: wat doe hij of zij? Waar binnen COMMIT/ aan wordt gedacht is een kleine armband die beperkte zendcapaciteit heeft (zowel qua afstand als qua data).

Om te kunnen zien hoeveel mensen waar aanwezig zijn, is het niet nodig dat iedere armband alle armbanden moet kunnen zien. Het is genoeg dat een armband informatie deelt met een aantal directe buren (andere armbanden in ‘gossip’-mode). Algoritmes die nu ontwikkeld worden kunnen deze signalen analyseren en een goede schatting maken van het totaal aantal aanwezige personen (met een armband) en hoe dicht ze bij elkaar staan. Ze kunnen zelfs een pad naar de dichtstbijzijnde uitgang genereren.

Prepare, be aware & get them out of there!

De wetenschap kan veel bijdragen aan festivals zoals Pinkpop. In dit artikel heb ik drie mogelijke bijdragen beschreven die helpen:

1. Prepare (voor mogelijk slecht weer);
2. Be aware (wat er leeft bij het publiek);
3. Get them out of there (op een goede manier evacueren).

Zoals gezegd: de wetenschap kan het weer niet beheersen, maar wel klimaatscenario’s definiëren die organisatoren in gedachten moeten houden bij het organiseren van festivals. Deze scenario’s beschrijven niet het weer ter plekke, maar de kans op en hevigheid van noodweer. Een gewaarschuwd mens telt voor twee.

Het is van belang om te kijken wat er leeft bij het publiek. Twitter is een veelgebruikte bron om je te uiten: hoe voelen mensen zich en wat gebeurt er? Door te meten wat er in het algemeen speelt, krijgt de organisatie een indicatie van de stemming. Als laatste is er de hulp bij ‘crowd control’: als je weet waar mensen zijn (en waar er misschien teveel zijn of teveel naartoe gaan) kan je proactief proberen om de bezoekers in de juiste banen te leiden. Weg van probleemsituaties of gevaarlijke situaties.

Wie had ooit gedacht dat een festival als Pinkpop zoveel wetenschap zou kunnen gebruiken?

In dit artikel komt het onderzoek van drie COMMIT/-projecten naar voren. Antal van den Bosch, Ph.D. studenten Florian Kunneman en Ali Hürriyetoglu (Radboud Universiteit Nijmegen) en het onderzoek van het werkpakket ADNEXT, uit het COMMIT/-project Infiniti. Ben van Werkhoven (VU Universiteit) en het onderzoek van het werkpakket SALSY uit het COMMIT/-project IV-E. Koen Langendoen (TU Delft) en het onderzoek van werkpakket Adaptive Data Dissemination uit het COMMIT/project EWIDS.

Foto intro met dank aan Fotolia.