自组织城市街道网络上的平衡态 Metropolis 模拟

非规划或自组织城市的街道网络通常呈现出惊人的无标度模式。在最大熵形式体系(MaxEnt)内，这种无标度性可显示为保留平均信息量的涨落系统的体现。能够推进这一视角的蒙特卡洛方法严重匮乏。在此我们将 Metropolis 算法适配于自组织城市街道网络。以无标度性为先验假设并结合对称守恒论证，通过 MaxEnt 建立“达到平衡”的分布。平衡参数是标度指数；其相伴的广延量在我们缺乏认知的假设下为信息量。为设计遍历动力学，我们将基于非重叠行走的最先进街道生成范式解耦为路口处的布局动力学。我们的适配令人联想到 Ising 模型的单自旋翻转 Metropolis 算法。因此我们期望 Metropolis 模拟能揭示：自组织城市街道网络除在宽广标度范围内维持无标度性外，还会随标度变化经历交叉——文献主张为小世界交叉。针对伦敦中心的模拟在现实标度指数范围内与最先进输出一致。我们具说明性的 Watts-Strogatz 相图以标度作为重连参数，展示了在现实窗口 2-3 内弯曲的小世界交叉；它还显示最先进输出对应于相对较大的世界。我们对自组织城市街道网络的 Metropolis 适配因而呈现为 Watts-Strogatz 模型的标度变体。此类洞见最终或可使城市学界预见城市街道网络的自组织或非规划演化。