Компьютерное моделирование сдержит рост мегаполисов

Беспорядочность развития городских территорий обусловливается противоречием между преимуществами развитой городской инфраструктуры и высокой стоимостью земли в городских районах. Рост городов, живущих своей собственной жизнью и по собственным законам, может быть весьма тревожным. Загрязнение атмосферы, шум, "пробки" на дорогах, нехватка свободного пространства и перенаселенность побуждают многих жителей американских городов рассматривать их рост как одну из основных опасностей. Это, по словам Дональда Чена (Donald Chen), директора организации Smart Growth America, "подрывает американскую экологию, экономику, и основы социального устройства общества".

Еще десятилетия назад американский экономист Герберт Саймон (Herbert Simon) предположил, что город обретает свои очертания "столь же естественно, как снежинка". Уже в 90-е годы прошлого столетия географы Майкл Бэтти (Michael Batty) и Поль Лонгли (Paul Longley) описали рост городов, воспользовавшись моделью того, как отдельные атомы или маленькие частицы собираются воедино, образуя пылинку или, при определенных обстоятельствах, - снежинку. Подобный процесс получил название диффузионно-ограниченной агрегации (diffusion-limited aggregation, DLA). Идея его - в том, что города растут, "прирастая" зданиями или районами на собственной периферии. Существование развитых территорий стимулирует образование новых, которые используют для своего роста уже созданную инфраструктуру.

Недостаток подобных моделей, по мнению группы Андерссона, - в том, что они в той или иной мере ситуативны, "подогнаны" к конкретному случаю. Они могут продуцировать очертания, напоминающие очертания реальных городов, но внутренние правила развития таких моделей не могут быть непосредственно соотнесены реальным процессам принятия решений в сфере городского планирования.

Вместо этого исследователи предположили, что постоянные противоречия между преимуществами, связанными с наличием транспортной инфраструктуры, водопровода и электричества, и недостатками, связанными с высокими ценами на землю, приводят к образованию беспорядочных, "шероховатых" городских контуров. Статистические характеристики городов, смоделированных на основе принципов построения данной модели, таких, как взаимосвязь между периметром и внутренними районами городских территорий, соответствуют аналогичным характеристикам большинства реальных американских городов - Вашингтон-Балтиморского мегаполиса, к примеру.

Ученым удалось также учесть в простой модели факторы, связанные с рельефом местности, а также то, как различия в режиме землепользования влияют на развитие городов. Однако смоделированные таким образом города мало похожи на аэро- или космические снимки городов реальных; очевидно, для создания более реалистичных моделей потребуется использование более сложных принципов их построения.

Источник: по материалам журнала Nature.