Entropía de discos rígidos auto-impulsados como parámetro de orden para peatones en contraflujo

Abstract

In this paper we study the collective behavior of a counter-flow pedestrian crowd on a corridor. Individual pedestrians are modeled as self-propelled hard disks with local evasive interactions. Three walking preferences for pedestrians are considered: hurry, standard and relaxed in order to include heterogeneity into the average flow of the crowd. We have found that spatial patterns show two stages towards the walking line formation. One stage corresponds to the segregation of pedestrians due to counter-flow conditions with the subsequent formation of global lines, the so called self-organization patterns. The other stage is presented as a second process of pedestrian segregation due to different walking preferences. The temporal evolution of entropy is introduced as a measure of self-organization of the system according to an order-disorder relation. This entropy is obtained from the velocity distribution function of walking of the individual pedestrians considering an interval around the medium density of the corridor occupation.

En este trabajo se estudia el comportamiento colectivo de un conglomerado de peatones en contraflujo sobre un corredor. Los peatones individuales se modelan como discos rígidos auto-impulsados con interacciones locales de evasión. Se consideran tres preferencias de caminado de los peatones: estándares, relajados y apresurados para incluir heterogeneidad en el flujo promedio de caminado del conglomerado. Hemos encontrado que los patrones espaciales muestran dos etapas hacia la formación de veredas. Una etapa corresponde a la segregación de peatones por contraflujo con la subsecuente formación de veredas globales denominadas patrones de auto-organización. La otra etapa se presenta como un segundo proceso de segregación de peatones debido a las diferentes preferencias de caminado. Se considera la evolución temporal de la entropía como una medida de la auto-organización del sistema con relación a una competencia orden-desorden. Esta entropía se evalúa a partir de la función de distribución de velocidades de caminado de los peatones individuales considerando un intervalo alrededor de la densidad media de ocupación del corredor. La entropía de los conglomerados heterogéneos resulta ser mayor que cualquiera de los conglomerados homogéneos.