Физики смоделировали развитие городской дорожной сети

Сеть в различные моменты времени (t=100, t=500, t=2000, t=4000, n/c=0,1). Изображение из статьи исследователей.

Создана несложная модель, хорошо описывающая развитие городской транспортной сети, сообщают Марк Бартелеми (Marc Barthelemy) и Алессандро Фламмини (Alessandro Flammini) в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

В последнее время между сетями улиц различных городов были найдены удивительные статистические сходства, отмечают исследователи. Это позволяет предположить, что механизм роста дорожной сети в целом описывается общим механизмом, не зависящим от деталей. Именно его и моделируют Бартелеми и Фламмини.

В качестве модели дорожной сети они используют плоский граф, ребра которого представляют улицы, а вершины – их пересечения. Модель состоит из растущей сети дорог и постоянно появляющихся "центров" – новых домов, магазинов и так далее – которые нуждаются в подсоединении к сети. Новые участки дорог (фиксированной длины) появляются через промежутки времени r, центры – через заданные промежутки времени c, c>r.

Основным механизмом, управляющим ростом сети, является "принцип локальной оптимальности", который формулируется примерно следующим образом. Если два центра A и B должны быть присоединены к сети и ближайшие к ним точки сети (соответственно M1 и M2) не совпадают, то строятся два отрезка дороги M1A и M2B. Если же они совпадают в точке M, то сначала строится отрезок MM', такой чтобы сумма расстояний от A и B до M' была как можно меньше суммы расстояний от A и B до M.

В начале система состоит из нескольких центров, соединенных дорогами. Затем через каждый промежуток c к ней добавляется n новых центров (их расположение определяется случайным образом), и дороги начинают расти в соответствии с описанным алгоритмом.

Разумеется, сеть улиц каждого города зависит от его географических, исторических и социоэкономических особенностей, поэтому модель не воспроизводит никаких конкретных сетей. Она, по мнению исследователей, хорошо воспроизводит статистические макропараметры, свойственные многим реальным городским сетям (например, отношение общей длины дорог к числу перекрестков).

Обсудить
Наука и техника00:03Сегодня
Проект наземной мобильной версии электромагнитной пушки

И так сойдет

Америка прекратила разработку сдерживающего Россию оружия
Наука и техника00:0117 ноября

Пробила дно

Планета-пришелец расколола Землю и сдвинула континенты
«Этим проклятым американцам мы еще покажем!»
Афганцы полюбили русских и возненавидели США
Реджеп Тайип ЭрдоганВ спину не больно
Россия забыла обиды и взахлеб дружит с Турцией
Кровавый конвейер
На Гаити круглый год режут и свежуют скот
Кровавая ривьера
Франция отстреливает врагов по всему миру, пока никто не видит
Югославская кровь
Кто стрелял, резал и сеял смерть во время страшной войны на Балканах
Свободное падение
Почему пора готовиться к новому глобальному кризису
Домашние заготовки
Почему российской строительной сфере не обойтись без отечественных алюминиевых панелей
Чистый товар
Какие порошки тестируют на людях
Проект наземной мобильной версии электромагнитной пушкиИ так сойдет
Америка прекратила разработку сдерживающего Россию оружия
Пробила дно
Планета-пришелец расколола Землю и сдвинула континенты
Гены решают
Почему мужчины рождаются геями
«Не кони, а пони»
«Спартак» реабилитировался за 0:7 в Ливерпуле, разгромив ЦСКА
Василий Ломаченко и Гильермо РигондоМаленький гигант большого бокса
Украинец Ломаченко не оставил шансов небитому кубинцу
Клуб легенд
Звезды отечественного хоккея выяснили, кто спустя годы остается лучше всех
Бузовой не снилось
Участники американского «Дома-2» заработали миллионы на сексе и чистке туалетов
Уличная магия
Иногда все самое необычное происходит прямо у вас под носом
Бесконечное умиление
У них кривые челюсти и не хватает лап, но это не мешает им быть звездами сети
Тест-драйв лучшей BMW M5
Знакомимся с первой полноприводной «эмкой» на серпантинах Португалии
Невероятные стартапы, которые изменят жизнь водителей
Автомат по продаже машин, встроенный алкотестер и так далее
Самые необычные фары в истории
Головная оптика, от которой можно офонареть
«Кроссоверы», которые мы заслужили
Смертельная битва Lada Vesta SW Cross, Kia Rio X-Line и Renault Sandero Stepway
«Надо сразу прощаться, ведь жизнь проходит»
Квартирный вопрос довел пенсионеров до развода
Вы сняли, вас сняли
Мир охватила эпидемия секс-скандалов из-за арендованных квартир
Панельная романтика
Помните ли вы здания из лучших советских фильмов: тест
Нихао себе
Хибара из китайской глубинки стала лучшим зданием 2017 года