城市街道拓扑如何影响其各自优化
物理与社会
2021-12-01 v1
摘要
若干自然与人工结构及系统在某种程度上均经过优化以执行特定功能。城市的结构与拓扑亦不例外，因为确保对多种资源的有效获取以及整体流动性至关重要。本研究通过引入大道及桥梁和隧道等其他快速路，探讨了改善给定城市规划这一重要课题。更具体地，我们以真实城市的拓扑为起点，考虑在城市中任意两个地点之间引入一条快速路，保持其中一个地点固定并改变另一地点的角度。以此方式覆盖整个城市区域，使我们能够推导出相应的能量曲面，指示在每种可能情形下平均最短路径长度所获得的增益。因此，这些曲面提供了关于每个城市在最小距离方面可改善程度的完整图景。针对所考察的18个欧洲城市，获得了截然不同的曲面。随后，根据局部极值的数量及以粗糙度测量表示的相应空间复杂度对这些曲面进行表征。同时，还分别针对所考察城市的几何与拓扑获取了相关测量值。结果表明，最短路径增益强烈依赖于某些所考察的测量值，尤其是空隙度和传递性。有趣的是，能量曲面的复杂性与拓扑及几何测量值之间的相关性相对较弱。
引用
@article{arxiv.2111.14935,
title = {How does the Topology of City Streets Impact on their Respective Optimization?},
author = {Eric K. Tokuda and Cesar H. Comin and Luciano da F. Costa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.14935},
year = {2021}
}