基于自组织临界模型的特大城市演化机制研究-以北京、上海、广州为例

摘要

本文借鉴了传统三维“沙堆”模型的思想,提出了一种自组织临界视角的特大型城市演化机制模型.针对自组织临界状态下,系统自身存在的大规模坍塌风险,本文在传统理想沙堆模型的相变特征基础上,提出了一种带局部解构因子的新型沙堆控制模型.在新的模型中,局部解构因子的提出基于自组织临界状态的坍塌规模与频率的幂律分布机制.新模型的仿真分析结果表明,引入了局部解构因子的沙堆模型呈现出了分段幂律分布特征,但是大规模崩塌风险(概率)得到有效降低和控制,因此该模型或许在特大城市的自组织演化和应急预警领域具有一定的应用前景.为了进一步验证计算建模和仿真分析结果的可信度和泛化能力,本文收集了中国三个特大型城市:北京、上海和广州近二十年的演化和发展数据,以及部分来自互联网的空间地理数据进行了实证对比分析.