Den här bilden visualiserar flöden av individer över Greater Boston-området som linjer (besöksfrekvens som färg, antal unika besökare som bredd) som bildar rumsliga kluster av attraktiva platser, med höjden på bergen som representerar platsspecifik attraktionskraft. Kredit: Guangyu Du.
Ny forskning publicerad i Natur ger ett kraftfullt men förvånansvärt enkelt sätt att bestämma antalet besökare till vilken plats som helst i en stad.
Forskare från Santa Fe Institute, MIT, och ETH Zürich har upptäckt och utvecklat en skalningslag som reglerar antalet besökare till vilken plats som helst baserat på hur långt de reser och hur ofta de besöker. Umgängeslagen öppnar för oöverträffade möjligheter att exakt förutsäga flöden mellan platser, som i slutändan kan ha tillämpningar inom allt från stadsplanering till att förhindra spridningen av nästa stora pandemi.
"Föreställ dig att du står på ett livligt torg, säga i Boston, och du ser folk komma och gå. Det här kan se ganska slumpmässigt och kaotiskt ut, men lagen visar att dessa rörelser är överraskande strukturerade och förutsägbara. Det berättar i princip hur många av dessa människor som kommer från 1, 2 eller 10 kilometer bort och hur många besöker en gång, två eller tio gånger i månaden", säger huvudförfattaren Markus Schläpfer från ETH Zurichs Future Cities Laboratory. "Och det bästa är att samma regelbundenhet inte bara gäller i Boston, men över städer över hela världen."
Forskarnas resultat är ett resultat av en analys av mobiltelefondata från miljontals anonymiserade mobiltelefonanvändare i mycket olika stadsregioner över hela världen, inklusive Greater Boston i USA, Lissabon i Europa, Singapore i Asien, och Dakar i Afrika. Schläpfer började analysen och utvecklingen av teorin medan han var postdoktor vid Santa Fe Institute och arbetade tillsammans med seniorförfattaren Geoffrey West, en fysiker som leder städerna, Skalning, och hållbarhetsprojekt. Det utökades senare till att omfatta forskare vid MIT Sensible Cities Laboratory under ledning av arkitekten Carlo Ratti.
Allmänt, de fann att antalet besökare till alla städer skalas som den omvända kvadraten på både resavståndet hemifrån och besöksfrekvensen. Som gravitationskraften från en stor planet, ett attraktivt stadstorg med fina museer och kända butiker drar relativt sett fler besökare från mer avlägsna platser, men mindre ofta än de som kommer från närliggande platser, deras relativa antal bestäms förutsägbart av den omvända kvadratlagen. En ytterligare överraskande konsekvens av denna nya umgängeslag är att samma antal personer besöker platsen oavsett om de kommer från, säga, 10 km bort 3 gånger i veckan, eller från 3 km bort 10 gånger i veckan.
Den här bilden visualiserar flöden av individer över Greater Boston-området som linjer (besöksfrekvens som färg, antal unika besökare som bredd) som bildar rumsliga kluster av attraktiva platser, med höjden på bergen som representerar platsspecifik attraktionskraft. Kredit: Guangyu Du.
Medan tidigare forskning har använt mobiltelefondata för att studera mänskliga rörelser ur enskilda människors perspektiv – vart de går, när, och hur ofta – det här är den första systematiska studien som fokuserar på besöksfrekvensen ur platsers perspektiv, använda mobiltelefondata för att förstå den relativa attraktiviteten eller användbarheten av ett stadsområde.
"Det finns ett optimeringsproblem här när det gäller mängden energi som människor använder, sträckan de reser, och antalet resor de gör, " säger Geoffrey West. "När vi reser på fritiden väljer vi våra destinationer. Under vardagen, dessa val är mer påtvingade eftersom vi måste gå till jobbet, säga, fem gånger per vecka, hämta barnen två gånger, etc. Men det finns denna anmärkningsvärda bevarande inneboende i umgängeslagen – nämligen, den genomsnittliga mängden energi som människor allokerar för att resa är densamma oavsett om de försöker göra det över olika avstånd eller vid olika frekvenser."
Schläpfer säger att det nya dokumentet kan ge stadsplanerare "en baslinje för att förstå vilka platser i deras städer som över- eller underpresterar, " när det gäller antalet människor de lockar. Det kan informera planerare om var de kan lägga till bekvämligheter som parker och restauranger, eller hur mycket kollektivtrafik som behövs för ny stadsutveckling.
Visitationslagen ansluter sig till en växande mängd forskning inom vetenskapen om städer, som SFI-forskare och deras samarbetspartners har varit pionjärer sedan 2007, när de först avslöjade universella lagar som styrde tillväxt, innovation, och livstakten i städerna.
"Alla problem som vi står inför, speciellt klimatförändringar genereras i städer eftersom det är där människorna är, " säger West. "Så förstående städer, och hur människor rör sig inom dem, spelar in i grundläggande frågor om livets framtid på denna planet."
