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数学家称都市地铁均存缺陷一半站点不在核心区

2012-05-17 09:55:07　来源: 网易探索举报

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核心提示：虽然经过数十年的发展进化，世界上的地铁系统仍没有达到完美的程度。为了发现世界各大城市地铁系统的潜在趋势，同时探索如何设计最佳的地铁系统，法国国家科学研究中心的科学家从数学角度进行了研究。

数学家研究大都市地铁一半地铁站不在核心区

世界各地的地铁线路图，都呈辐射状发展。从左上顺时针方向依次是上海、马德里、莫斯科、东京、首尔和巴塞罗纳。

数学家研究大都市地铁一半地铁站不在核心区

各大城市地铁系统支线站点数量与核心区站点数量的比值曲线。

美国《连线》杂志报道，虽然经过数十年的发展进化，世界上的地铁系统仍没有达到完美的程度。为了发现世界各大城市地铁系统的潜在趋势，同时探索如何设计最佳的地铁系统，法国国家科学研究中心的科学家从数学角度进行了研究。

地铁是一种核心-分支系统，几十年的发展史能够揭示出人类自我组织的一些普遍原则。研究领导人、法国国家科学研究中心统计物理学家马克·巴特尔米表示：“如果能够了解这些原则，我们便可让城市化变成一门可以进行量化研究的科学，通过对相关数据进行分析，找到理想的城市发展道路。”研究论文刊登在5月15日出版的英国皇家学会《交界》杂志上。

科学家研究大城市地铁系统约一半地铁站建在外围支线

研究中，巴特尔米和国家科学研究中心的复杂系统分析师卡米尔·罗斯将网络分析的镜头聚焦世界上一些大城市的地铁系统，其中包括伦敦、纽约、巴塞罗纳、北京、柏林、芝加哥、马德里、墨西哥、莫斯科、大阪、巴黎、首尔以及东京。借助用于研究二维空间网络的方程式，他们将地铁站和线路转换成节点和分支，而后对这些城市的地铁每10年的数据进行重复分析，寻找潜在趋势。

分析结果显示，在所研究的地铁系统中，大约有一半的地铁站建在外围支线，而不是核心区。从市中心到最远地铁站之间的距离大约是地铁系统核心区直径的两倍。巴特尔米说：“我们吃惊地发现，虽然所在大陆不同，拥有不同的历史和面临不同的地域限制，所有这些城市几乎都采用了相同的设计。”研究人表示，虽然规划、经验、环境和社会经济学方面存在差异，世界各大城市地铁系统的这个比值大致相等。巴特尔米说：“这种现象说明存在一些基本的并且影响深远的机制，驱使着城市地铁系统的发展。”

西英格兰大学计算机学家安德鲁·亚达马特兹基指出，造成这种现象的原因在于，参与地铁设计建造的工程师可能受到早期伦敦、柏林和巴黎地铁的影响。亚达马特兹基利用粘液菌研究最佳交通运输网络。巴特尔米认为这一研究发现具有很大的含金量，在获得更多数据之后，他们能够创建有关地铁发展的理论，影响未来的地铁设计。

巴特尔米的研究小组指出，他们的下一步工作是将所发现的趋势与城市的社会变迁进行比较分析，终极目标是根据观察和分析发现创建地铁系统进化模型。借助于这个模型，他们能够找到未来设计最佳交通运输系统的途径。

实际上，这已经不是城市规划专家第一次试图让城市合理有序发展。不过，他们的努力“成果”并不总能得到人们的推崇和喜爱，例如主打矩形结构的庞大房地产项目。虽然这种设计能够满足一些对矩形痴迷的现代主义者，但却没有“灵魂”。巴特尔米表示他的研究团队采用的方式不同，旨在寻找如何让人们以更理想的方式进行自我组织，而不是制定抽象而武断的原则。他说：“我们并没有提出什么‘大想法’。我们仍处在了解几个世纪以来的城市发展史的阶段。”（来源：连线杂志，编译：shooter）