城市的机械类比
摘要：基于对城市在受到灾害时动态和响应的量化、科学化和预测性理解的需求的增加，本文运用统计力学和微流变学的概念，为具有预测能力的城市开发了力学类比。我们将城市视为一个矩阵，其中的人们（手机用户）在城市的经济和其他相关激励驱动下，以类似热力驱动的布朗运动探针粒子在复杂粘弹性材料中移动的方式使用其基础设施网络的集合。利用GPS位置数据计算数千个手机用户的均方位移（集合平均）以建立城市的蠕变顺应性和相应的脉冲响应函数。通过这些时间响应函数的推导，可以合成模拟城市在正常情况下行为的简单力学类比。本研究聚焦于预测城市对急性冲击（对整个城市区域施加压力的自然灾害）的响应，这些冲击可以用具有有限持续时间的矩形脉冲来近似；我们表明，我们导出的城市固态力学类比预测城市会立即恢复到事前响应，表明城市天生具有弹性。我们的发现与2021年2月北美冬季风暴后达拉斯地铁区的记录响应非常吻合，而该时段我们有可靠的GPS位置数据。
作者：Nicos Makris, Gholamreza Moghimi, Eric Godat, and Tue Vu
论文ID：2205.06759
分类：Physics and Society
分类简称：physics.soc-ph
提交时间：2023-03-14