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探索人口轮廓与美国城市最优路径之间的相互作用

物理与社会 2025-05-20 v1 适应与自组织系统 应用统计

摘要

城市的发展始于文明进步的同时,致力于高效旅行和降低成本。许多研究都考察了城市道路网络的独特特征,如长度、效率、与人口密度的关联以及其他属性。然而,汽车路径与城市结构中人口之间的关系尚不清晰。本研究以美国 Census 定义的每个城市区的质心作为出发地和目的地。我们计算了旅行时间以及欧几里得距离和行驶距离,涵盖六十个大城市。我们发现,所有路径的总和遵循了一种城市规律。这些汽车旅程的分布遵循 Weibull 函数,表明城市中心在优化多个城市的路径方面起着关键作用。我们还开发了一个简单的点图模型,用于描述人口分布,这与众所周知的递减指数密度表达式相吻合。我们的发现表明,人口与路径优化之间的相互作用通过其中心影响城市结构。本研究提供了一种理解塑造城市设计基本原理的新视角。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.12510,
  title  = {Exploring the interplay between population profile and optimal routes in U.S. cities},
  author = {Diego Ortega and Elka Korutcheva},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12510},
  year   = {2025}
}

备注

15 pages, 5 figures. This version was prior to peer review. Final version can be accessed via its doi