Sicherheit bei Großveranstaltungen : Die Suche nach dem optimalen Fluchtweg

Mit Experimenten und ausgeklügelten Berechnungen versuchen Forscher, Pläne für Evakuierungen zu verbessern. Doch die Algorithmen haben Grenzen.

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Basigo Experiment für Evakuierungen
Menschenstrom. Mit solchen Experimenten erhalten Forscher wichtige Daten, die Grundlage für die Simulation von Evakuierungen sind.Foto: Forschungszentrum Jülich/ Ralf Eisenbach

Bei Großveranstaltungen ist es wie im Atomreaktor. Man braucht eine kritische Masse, damit die Chose in Schwung kommt. Ob im Bierzelt auf dem Münchner Oktoberfest oder auf der Fanmeile vorm Brandenburger Tor, die ab Donnerstag wegen des Champions-League-Finales wieder öffnet – für die richtige Stimmung müssen schon ein paar Leute beisammen sein. Doch je mehr es sind, umso eher beschleicht einen ein ungutes Gefühl: Was, wenn etwas passiert? Ein Feuer, eine Explosion, ein Anschlag? Seit der Katastrophe bei der Love-Parade in Duisburg 2010, wo infolge eines Massengedränges 21 Menschen starben, erscheint die Gefahr wahrscheinlicher.

An unscheinbaren Stellen gibt es plötzlich Staus

Das ist natürlich nur ein Gefühl. Tatsächlich dürfte das individuelle Risiko seitdem sogar gesunken sein, weil bei solchen Veranstaltungen nun noch mehr auf die Sicherheit geachtet wird. Seit Langem gibt es entsprechende Vorschriften, die angeben, wie viele Menschen auf wie viel Fläche höchstens zusammenkommen dürfen oder wie breit Fluchtwege sein müssen. Doch die Regeln sind recht starr und jede Partylocation anders. „Simulationen zeigen, dass in vielen Fällen eine Evakuierung anders abläuft als man vermutet und an unscheinbaren Stellen plötzlich Staus entstehen“, sagt Angelika Kneidl. Die Münchner Informatikerin hat zu diesem Thema promoviert und eine Firma gegründet, die solche Berechnungen macht. Die Ergebnisse helfen beispielsweise Veranstaltern zu entscheiden, wie bei einem Volksfest die Fluchtwege am besten anzulegen sind.

Bei der Simulation von flüchtenden Menschen hat sich viel getan. Rannten vor Jahren noch uniforme „Punkte“ durch die virtuellen Räume, sind die Algorithmen inzwischen so ausgefeilt, dass die digitalen Dummys, die über digitale Grundrisse von Museen oder Einkaufszentren gehetzt werden, individuelle Eigenschaften haben. Sie können körperliche Handicaps haben und beispielsweise keine Treppen steigen können, sie können sogar unterschiedliche Reaktionszeiten haben, wie zum Beispiel ein fiktiver Gast im Restaurant, der soeben ein teures Menü bestellt hat und sich beim Ertönen des Warntons fragt, ob er wirklich losrennen soll oder von blindem Alarm ausgehen kann.

Großversuch in einer Düsseldorfer Messehalle

Die Qualität der Modelle hängt von den empirischen Daten ab, auf die sie sich stützen: reale Experimente mit Freiwilligen, die auf Testparcours geschickt werden. Das tut zum Beispiel Armin Seyfried vom Forschungszentrum Jülich. Das bislang größte Experiment haben er und seine Kollegen 2013 in einer Düsseldorfer Messehalle gemacht. Bis zu 1000 Leute wurden um enge Kurven und durch schmale Gänge geschickt, um herauszufinden, wie sich der Menschenstrom bewegt. „Autoverkehr ist eine vergleichsweise einfache Angelegenheit“, sagt Seyfried. Da gebe es Ampeln und Richtungsfahrbahnen. „Aber Menschen laufen kreuz und quer, das macht die Sache ziemlich kompliziert.“

Hoher Wiedererkennungswert. Die Probanden erhielten Mützchen mit einem QR-Code. Das erleichtert die automatische Bildanalyse.
Hoher Wiedererkennungswert. Die Probanden erhielten Mützchen mit einem QR-Code. Das erleichtert die automatische Bildanalyse.Foto: Forschungszentrum Jülich/ Ralf Eisenbach

Um die Wege der einzelnen Probanden nachzeichnen zu können, hatten die Wissenschaftler jedem Teilnehmer ein Mützchen mit einem QR-Code verpasst. So lassen sich die Videos, die aus der Vogelperspektive aufgezeichnet werden, besser analysieren. Nun stehen erste Ergebnisse fest, etwa zur Dynamik an Engstellen: Die ersten Menschen, die dort eintreffen, haben niemanden vor sich und können rasch passieren. Doch bald stockt der Strom, ein Stau entsteht. Wie genau die Anzahl der Menschen, Breite des Weges und möglicherweise Gegenverkehr zusammenspielen – diese Daten sind dringend nötig, um Simulationen realistischer zu machen.

Wer rennt, benötigt mehr Platz

Dazu gehört auch, die einzelnen Personen und ihren Platzbedarf besser darzustellen. „In unseren Simulationen verwenden wir keine Punkte mehr, sondern Ellipsen“, sagt Seyfried. Deren Größe richtet sich nach der Laufgeschwindigkeit, denn wer rennt, macht größere Schritte und benötigt mehr Platz.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Ortskenntnis. Wobei keineswegs gesagt ist, dass alle, die sich auskennen, denselben Weg nehmen. „Wir haben ein Experiment mit 150 Studenten gemacht, die sollten von der TU München zum Hofbräuhaus gehen“, sagt Kneidl. Manche waren schon lange in der Stadt, andere neu. Erstaunt stellte sie fest, dass sich alle 150 Routen voneinander unterschieden. Etwas Systematik lasse sich trotzdem erkennen, sagt die Informatikerin. Viele orientierten sich an markanten Punkten und vermieden häufiges Abbiegen. Diese Erkenntnis versuchen die Programmierer in die Simulationssoftware einzubauen.

Menschenströme an Kreuzungen können noch nicht gut simuliert werden

„Man muss sich klar darüber sein, dass eine Simulation die Realität niemals zu hundert Prozent wiedergibt“, betont Kneidl. Selbst reale Evakuierungen mit den gleichen Personen und am gleichen Ort würden jedes Mal etwas anders ablaufen. Das Ziel der Forscher ist es daher, ein Szenario abzubilden, das der Realität mit hoher Wahrscheinlichkeit ähnelt.

Vor allem Menschenströme an Kreuzungen, Ursprung der Tragödie von Duisburg, könne man noch nicht gut genug simulieren, sagt Seyfried. Auch das Verhalten von Gruppen sei noch wenig erforscht. Bei einem Experiment an einer Schule bat er neulich Schüler, einfach im Kreis zu laufen. Altersgleiche Gruppen alberten bald herum. Kamen jedoch Jüngere hinzu, fühlten sich die Älteren verantwortlich und drängten auf Ordnung. „Soziale Beziehungen spielen in Notsituationen eine wichtige Rolle. Besonders wenn man bedenkt, dass die meisten Menschen mit Bekannten oder der Familie unterwegs sind“ , sagt der Forscher. „Aber wir können das noch nicht gut abbilden.“

Das Wort „Panik“ benutzt Seyfried bewusst nicht. Er verweist auf die US-Soziologen David Schweingruber und Ronald Wohlstein, die das angeblich irrationale Verhalten in Krisensituationen als Mythos entlarvten: Selbst bei der Evakuierung des World Trade Center im September 2001 handelten die Menschen überwiegend sozial und hilfsbereit.

Terminhinweis: Zu diesem Thema hält Martin Skutella von der TU Berlin am Mittwoch einen Vortrag in der Berliner Urania: „Menschen retten mit Mathematik: Optimierte Evakuierungsplanung“. Beginn ist um 19.30 Uhr.

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