En ny fraktal analys av Londons finmaskigt nät av gator och korsningar visar att ett grönt bälte tänkt att uppmuntra övergången till förorterna hade motsatt effekt. Staden har bara blev tätare. Folk verkar verkligen älskar stadsliv, särskilt i en blomstrande stad som London. Arbetet skulle kunna belysa hur städer utvecklas, och hjälpa till att vägleda framtida urban tillväxtpolitik.
Fraktal mönster är själv likadan i många olika skalor, så att om du har zoomat in på en del av en fraktal bild, som mindre bit skulle se ut som den större. Sådana mönster är användbara matematiska verktyg för att beskriva vissa komplexa strukturer, som hur blodkärlen förgrenar sig, nätverk av nervceller i hjärnan, och floder och kuster. De är också användbara för att analysera stadens gator.
I en ny rapport i tidskriften Physical Review E, Robert Murcio och flera kollegor vid University College London och beskrev hur de statistiskt analyserat nio digitaliserade kartor över London från 1786 till 2010, med fokus på det antal street korsningar. De finns i 1786, de flesta korsningar var beläget i Centrala London. Av 2010, var som helst du ser i hela staden har ungefär samma antal korsningar.
Specifikt, de hittade utbredning förändrats från en så kallad “multi-fractal” distribution (en kombination av flera fraktaler) till en “mono fractal” – distributionen.
Detta är ett knepigt begrepp, eftersom skillnaden mellan mono – och multi fraktaler beror på vilka funktioner du väljer att mäta. Murcio drog en parallell till en spricka i isen. “Om vi mäter hur spricka fyller rymden — en typisk fraktala dimensionen — crack är en mono fractal”, sa han till Gizmodo. Det innebär att du endast behöver ett nummer för att beskriva nätverk. Men, “Om vi mäter sannolikheten för växande i varje del av spricka, sedan sprickan är en multi fraktal. Vi behöver många siffror, så sannolikheten för att växa är olika i den mellersta delen av sprickan än i sina tips.”
Sponsrade
UCL forskarna skift i London street nätverk till en stadsplanering beslut i synnerhet. I 1935, staden ålagts ett grönt bälte för att motverka urban sprawl, i hopp om att detta skulle uppmuntra fler människor att flytta till landsbygden. Det fungerade inte.
“Perfekt, städer skulle växa till en punkt där, då det inte finns mer utrymme för organisation, skulle människor väljer att bosätta sig på annat håll,” sade Murcio av resonemanget bakom den strategi. “I verkligheten, London lockar så många människor att varenda utrymme är fyllt.” De lokala myndigheterna svarade genom att erbjuda mer kollektivtrafik, lägga till fler gator och därmed mer korsningar.
“När staden växer, gatunätet successivt fyller det utrymme som finns inom den gröna bälte, vilket skapar över tid en mer homogen mönster”, skriver författarna i sin uppsats. “Denna process resulterar i en gradvis förlust av multifractality, i den meningen att i den senaste tiden lager, London street network kan beskrivas med en enda fractal exponent.”
Det är inte klart om detta bör anses vara en bra eller dålig sak i termer av hur städerna fungerar, enligt Murcio. “Man skulle kunna vara frestad att säga” Den är dålig “i den meningen att det finns vissa belägg för att mindre multifractality innebär en bristfällig processen”, sade han. Tidigare forskning, till exempel, har hittat bevis för att en multi fraktala mönster i cirkulationssystemet visar ett friskt hjärta, medan en mono fraktal mönster kan vara ett tecken på en sviktande hjärta.
Men detta kanske inte gäller för nätverk av stadens gator, eller utvecklingen av den moderna städer i allmänhet.
UCL team valde att studera i London street nätverk i en del eftersom det är deras hemmaplan, men också på grund av att de hade tillgång till en sällsynt digitaliserade historiska data set. “Ett av de stora hindren i samhällsvetenskap är bristen på historiska data,” Murcio sagt. “Efter år 1900, det är verkligen sällsynt att hitta någon pålitlig information, eller mängden av arbete som [krävs] för att digitalisera kartor är bara för mycket.” I själva verket, det tog ett team av forskare i fem år för att rekonstruera hand kartorna som används i UCL studie.
[Physical Review E]
Bilder: (överst) Flygfoto av London på natten. Kredit: Philip Chidell/Shutterstock. (botten) Murcio, R. et al.