直线的隐藏成本:量化基于Voronoi图的服务区域模型中的配置风险
物理与社会
2025-12-02 v1 计算几何
摘要
Voronoi 图在基于欧几里得距离分配服务区域的空间规划中是标准做法,支撑着如废物管理中的接近原则等监管框架。然而,在地形复杂的地区,欧几里得距离很好地近似功能可达性,导致配置误分配,削弱效率和公平性。本文发展了一种概率框架,通过将旅行距离建模为欧几里得距离的随机比例缩放,推导错误分配概率作为局部Voronoi几何函数。使用在西班牙Extremadura(41,635平方公里)收集的植物-市镇观察数据(n=383),我们证明对数正态分布在备选方案中提供最佳相对拟合优度(K-S统计量=0.110)。验证结果表明,15.4%的市镇被错误配置,与理论预测区间(95%置信区间内52-65个市镇)相符。我们的框架在O(n)复杂度下达到95%的复杂空间模型一致性。全球分布的 Poor 绝对拟合(p值<0.01)反映出多样化的地形(海拔200-2,400米),促使进行空间分层。灵敏度分析验证了拟合分散参数(s=0.093)用于预测观察到的配置误差。我们提供的校准协议仅需每个区域30-100个试点样本,即可实现无需完整网络分析的快速风险评估。这建立了第一个用于Voronoi配置风险的概率框架,强调空间异质性和情境依赖性校准的实用指南。
引用
@article{arxiv.2512.01795,
title = {The Hidden Cost of Straight Lines: Quantifying Misallocation Risk in Voronoi-based Service Area Models},
author = {JA Torrecilla Pinero and JM Ceballos Martínez and A Cuartero Sáez and P Plaza Caballero and A Cruces López},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.01795},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 18 figures, reproducibility repository included