从全局标度律到单个城市的动力学

标度律已被提出作为分析复杂系统性质的有力工具，特别是对于城市，它描述了各种性质如何随人口变化。在广泛城市数据集上对标度律的实证研究显示明显的非线性行为，其统计有效性与含义近来成为诸多争论的焦点。我们在此讨论另一个方面，即此类标度形式对单个城市的含义，以及它们如何用于预测城市在人口变化时的行为。我们以交通拥堵延误为例，使用 1982–2014 年间 101 个美国城市的数据集来说明这一讨论。我们表明，通过汇总不同城市与不同年份的所有可用数据所获得的标度形式确实呈现非线性行为，但这似乎与单个城市在人口增长时的动力学无关。换言之，给定城市中的拥堵诱发延误不仅取决于其人口，还取决于其先前历史。这种强烈的路径依赖性排除了对所有城市都有效的简单标度形式的存在，并表明我们不能总是将许多不同系统的数据汇总在一起。更一般地，这些结果也对使用横截面数据来理解城市的纵向序列提出了挑战。