负载下城市网络的断裂模式研究

在图渗流范式下，将伦敦与纽约市的城市网络作为有向图进行研究。近来观察到，当移除一部分边时，城市网络呈现出临界渗流转变。由此产生的强连通分量形成簇结构，其尺寸分布服从带有临界指数$\tau$的幂律。我们首先分析网络在日益广泛的随机边移除以及具有幂律衰减的空间相关性作用下的反应。观察到随着空间相关性增强，$\tau$逐渐减小。当使用真实交通数据(UBER)删除拥堵图边时，出现类似现象：在低拥堵时段，$\tau$接近于无关联渗流所得值；而在高峰时段，该指数更接近于空间关联边移除所得值。我们表明空间相关性似乎对建模不同交通状态起着重要作用。最后，我们给出一些初步证据：在临界状态下，最大簇表现出空间可预测性，且簇构型形成具有少数主要分支的归类体系——仅存在有限种断裂模式，且各城市特有。这对于随机渗流与真实交通均成立，其中三个最大簇均良好定位且空间上可区分。这种一致的簇组织受河流与桥梁等局部地形结构的强烈影响。