City Space Syntax as a Complex Network
D. Volchenkov, Ph. Blanchard
将城市编码为非平面对偶图揭示了它们的复杂结构。我们调查了五种不同紧凑型城市模式的典型空间句法措施的统计数据。空间句法测度的普适统计行为揭示了城市生成机制的普适性。
The encoding of cities into non-planar dual graphs reveals their complex structure. We investigate the statistics of the typical space syntax measures for the five different compact urban patterns. Universal statistical behavior of space syntax measures uncovers the universality of the city creation mechanism.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Scaling and Universality in City Space Syntax: between Zipf and Matthew
我们报告的城市空间语法类似于著名的城市的等级大小分布（齐普夫定律）的开放空间的等级整合分布的普遍性。我们还表明，在一个城市中，开放空间代表的其他空间的选择程度直接与它联系在一起，遵循幂律统计。空间句法测度的普适统计行为揭示了城市生成机制的普适性。我们认为，所观察到的普遍性可能有助于建立一个城市的国际定义，作为一个特定的土地利用模式。
Discovering Important Nodes Through Graph Entropy Encoded in Urban Space Syntax
城市空间网络中的潜在影响空间可以通过熵参与率来检测。被认为是本地（连接）和全球（中心）熵。随着城市规模的增大，城市的连通性熵有增大的趋势，而反映城市整体连通性的中心性熵则呈减小的趋势。在城市网络中，节点的局部属性和全局属性正相关，这表明城市的可理解性。熵参与率之间的相关性可以用于可懂度测量和城市网络比较的目的。
Sestieri of Venice
我们研究了威尼斯的空间句法的随机游动。在无向图上定义的随机游动建立了欧几里得空间，在该空间中，节点之间的距离和角度获得了明确的统计解释。相对于随机游走的节点的属性允许将城市运河网络划分为不相交的分区，这些分区可以与城市的传统分区（sestieri）相识别。
Shaping ideal cities: the graph representation of the urban utopia
理想的文艺复兴城市被设计成一个星形的堡垒，街道和广场被组织起来以加快人们和士兵的移动。对称性和可达性是城市空间组织的主要特征。由此产生的城市是分层的，并不总是保证最佳程度的连接。我们继承空间语法在空间图表示属性定义中所做的工作，介绍了一种从欧几里得表示、相应的线图以及具有相同城市功能的节点的收缩来计算城市图的方法。我们分析了五个历史城市的城市图形：Vitry le François，Avola，Neuf Escherach，Grammichele和Palmicheva，并将分析结果与空间句法的相应结果进行了比较。光谱间隙和相对不对称分布的分析表明，这些城市的结构相似。不规则或网状的住房结构似乎比规则的网格更能确保连通性和可达性。然而，最外围的街道确保了连通性，这些街道在空间句法表达中扮演着边缘角色。
Transport Networks Revisited: Why Dual Graphs?
运输网络中的确定性平衡流可以通过定义在网络的对偶图表示上的马尔可夫过程来研究。持续的运动模式是由跨越城市空间网络的图的自同构子集生成的，自然解释为随机行走。随机游走为图的所有节点分配绝对得分，并将空间语法嵌入到欧几里得空间中。
Observing cities as a complex system
本文探讨城市作为复杂系统的观测方法，分析城市规模与指标变化的关系，并提出分析城市内部差异的新途径。
A City Is a Complex Network
城市不是一棵树，而是一个半格子。用一个更熟悉的术语来说，城市是一个复杂的网络。复杂网络构成了一个独特的城市拓扑视角，使我们能够更好地理解城市是什么样的问题。拓扑学的观点将其与欧几里德几何和高斯统计学的观点区分开来，后者处理基本上规则的形状和或多或少相似的事物。许多城市理论，如中心地理论、齐普夫定律、城市意象、中心理论等都可以从复杂网络的角度进行解释。一个宜居的城市由小东西组成的远多于大东西，它们的形状往往是不规则和粗糙的。本章阐述了复杂网络的观点，并认为我们必须放弃那种由欧几里得几何和高斯统计引导的思维，而采用分形几何，幂律统计和亚历山大的生活几何来发展可持续城市。关键词：缩放，生活结构，中心理论，客观美，头/尾断裂
The Italian primary school-size distribution and the city-size: a complex nexus
我们根据意大利小学规模分布的统计规律的特点。我们发现，学校规模可以近似为对数正态分布，有一个胖的下尾，收集了大量的非常小的学校。学校规模分布的上尾呈指数下降，增长率呈拉普拉斯PDF分布。这些分布是类似的观察到的公司，并与玻色-爱因斯坦的优先连接过程是一致的。身体的分布特征的双峰形状表明在学校组织的异质性，我们发现，通过深入分析学校规模和城市规模之间的关系。我们提出了一种新的集群方法和学校之间的空间互动的方法，概述了在意大利实施的各种政策。不同的区域政策也进行了讨论，揭示政策和地理特征之间的关系。
Random Walks Along the Streets and Canals in Compact Cities: Spectral analysis, Dynamical Modularity, Information, and Statistical Mechanics
考虑了紧凑城市结构对偶图上的随机游动的不同模型。分析街道之间的访问时间有助于检测城市模块化。建立了懒惰随机游走者系综的统计力学方法。城市模块化的复杂性可以通过一个类似信息的参数来衡量，该参数扮演着{ \it Genius loci}的个体指纹的角色。城市的整体结构特征可以用随机游动问题中计算的几何参数来表征。
Scaling of Geographic Space from the Perspective of City and Field Blocks and Using Volunteered Geographic Information
地理空间的缩放是指这样一个事实，即对于一个大的地理区域，其小的组成部分或单位比大的组成部分或单位更常见。本文发展了一个新的视角，以涉及城市和农村的大型街道网络的地理空间的缩放。给定整个国家的街道网络，我们将街道网络分解为单个街区，每个街区形成一个最小环或循环，如城市街区和田野街区。块大小展示了缩放特性，即，小块远比大块多。有趣的是，我们发现所有块大小的平均值可以很容易地在小块和大块之间分离-高百分比（例如，90%）的较小的和低百分比（例如，10%）的大。基于这种规律性，称为头/尾划分规则，我们提出了一种方法来划定城市边界的分组较小的块。提取的三个最大的欧洲国家（法国，德国和英国）的城市规模呈现幂律分布。我们进一步定义了边界数的概念作为一个远离最外边界的块的拓扑距离，以映射国家和城市的中心（S）。我们将一个国家和一个城市（或一般的地理空间）与一个复杂的有机体（如人体或人脑）进行类比，以进一步阐述这种块视角在反映地理空间结构或模式方面的力量。关键词：幂律分布，地理空间缩放，数据密集型地理空间计算，街道网络
A self-consistent assessment of multi-dimensional fitness of cities
鉴于城市可持续性和复原力对地球未来的重要性，有必要更好地理解这些框架所强调的社会、经济、环境和治理成果之间的相互联系。在这里，我们提出了一个综合的经济复杂性和城市规模的独立的科学框架到一个一致的机制-被称为“城市复杂性”-来衡量城市在多个维度的适应性。从本质上讲，我们建议使用城市规模的基础上构建和填充一个二分城市成果矩阵，其条目是一组给定的城市成果的标度定律的偏差。这个矩阵形成了经济复杂性方法的输入，该方法在一对耦合的非线性地图上迭代，计算城市的适应度和结果的复杂性。我们用来自美国城市的数据测试了我们的算法，发现在研究的一组结果中，新兴的城市适应性指标与期望的行为是一致的。我们还发现城市适应度和结果复杂度的时间演化与理论预期一致。总的来说，这些研究结果表明，这里提出的城市复杂性机制产生了一个强大的衡量健身，并可以适用于任何一组不同的结果，无论国家的城市背景的具体情况。
Stripping syntax from complexity: An information-theoretical perspective on complex systems
克劳德·香农（Claude Shannon）的信息论（1949）对传播科学产生了革命性的影响。他的框架的一个重要特性是，它将信息的意义从实际沟通过程本身的机械细节中抽象出来，这为解决长期存在的沟通问题开辟了道路。在这里，我们认为，类似的影响，可以预期的复杂性科学的背景下，应用信息理论来回答长期存在的，跨领域的问题，复杂系统的性质。这是通过解耦特定于域的模型细节（例如，神经网络、生态系统、鸟群）从表征复杂系统的跨域现象（例如，关键性、稳健性、临界点）。这超越了使用信息论作为非线性相关性度量，即它允许完全根据信息位的存储、传输和修改来描述复杂系统。毕竟，一个不依赖于模型细节的现象最好是在一个剥离所有这些细节的框架中进行研究。我们强调的第一个成功的信息理论的描述在最近的复杂性文献，并强调这种类型的研究仍处于起步阶段。最后，我们勾勒出这样一个信息理论的描述，甚至可能导致一种新的类型的普遍性之间的复杂系统，具有潜在的巨大影响。这篇观点文章的目标是利用传播科学中的一个教训，激发复杂性科学这一年轻领域的范式转变。
Hypergraphs and City Street Networks
城市街道地图是空间复杂网络的一个特例。然而，城市并不局限于它的拓扑结构：它首先是一个几何对象，其特殊性是组织成短轴和长轴，称为街道。在这篇文章中，我们提出并讨论了两个算法，旨在恢复的概念，街道的图形表示的城市。然后，我们表明，所谓的街道的长度尺度几何。这一现象导致人们认为，城市是按照空间的延伸和分割的逻辑形成的。
Configurational Approaches to Urban Form: Empirical Test on the City of Nice (France)
社会网络分析可以被看作是社会网络分析中已经发展起来的复杂网络方法对城市空间的适应（Freeman 1979）。它的中心思想是，城市形态的要素应在给定的分析尺度内与所有其他形态要素建立关系进行分析。在20年的城市形态研究中，运用形态分析的方法，发展出了各种各样的方法和更具体的技术。本文的主要目标是给出一个系统的概述，不同的技术和方法，并测试选定的技术，在他们的能力，以识别不同的城市形式内的城市尼斯，法国。
The Contact and Mobility Networks of Mexico City
墨西哥城是墨西哥最大的城市，也是世界上最大的城市之一。它拥有超过900万居民，集中了绝大多数政府和商业中心。在这项工作中，我们描述的算法，使用匿名的位置数据从移动设备来构建墨西哥城的联系和移动网络，旨在帮助分析城市的复杂性，通过了解运动和物理交互模式的居民之间。我们通过使用2020年2月收集的数据构建网络并对其进行一般描述性分析，展示了我们方法的有效性和实用性。我们发现，在墨西哥城的接触网络是非常稀疏的，其特点是一个最大的连接组件，并具有重尾度分布。另一方面，我们观察到的路径符合最高degrree节点的移动网络类似墨西哥城的街道网络，此外，我们发现有趣的定性差异，这些网络的度分布在周末和工作日之间。我们将这些结果与接触和移动网络的释放一起呈现。
How does the Topology of City Streets Impact on their Respective Optimization?
一些自然和人工结构和系统以某种方式优化以执行特定功能。城市的结构和拓扑也不例外，因为确保有效利用各种资源以及整体流动性至关重要。目前的工作解决的重要课题，改善规划的一个给定的城市，通过纳入大道和其他快速道路，如桥梁和隧道。更具体地说，我们从一个真实城市的拓扑结构开始，考虑在城市中的任何两个位置之间加入一条高速公路，保持一个位置固定，改变另一个位置的角度。以这种方式覆盖整个城市区域，这使得我们能够导出相应的能量表面，该能量表面指示针对每种可能情况获得的关于平均最短路径长度的增益。因此，这些表面提供了一个完整的画面，每个城市可以在最小距离方面得到多大的改善。相当不同的表面已获得18个考虑欧洲城市。然后，这些表面的特点是在本地极值和各自的空间复杂性，表示在粗糙度测量方面的数量。测量也分别获得所考虑的城市的几何和拓扑结构。结果表明，最短路径增益强烈依赖于一些考虑的测量，特别是空隙度和传递性。有趣的是，能量表面的复杂性导致与拓扑和几何测量的相关性相对较小。
Spatially distributed social complex networks
我们提出了一个简单的随机模型，既考虑到一个国家内的人的地理分布和他们的复杂网络的连接。该模型的设计目的是建立一个无标度的社会联系网络，在视觉上类似于地球夜间卫星图片中的地理分布，并根据人口规模（但对于最大的城市）对城市进行排名，并反映出高度联系的个人往往生活在人口稠密的地区的概念。它还产生了一些关于城市增长率（按人口规模）的Gibrat定律的有趣见解，部分支持最近对真实数据的分析结果[Rozenfeld等人，Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105，18702（2008）]。该模型在城市人口和城市人口密度之间产生了非平凡的关系，在社会连通性和城市人口之间产生了超线性关系，这两种关系似乎都与实际数据相当吻合。
Physarum Inspired Bicycle Lane Network Design in a Congested Mega City
流动性是城市生活的关键因素，交通网络在流动性中起着至关重要的作用。交通网络差，流动性差，是任何一个没有规划的大城市生活水平下降的主要原因之一。由于设计复杂、成本高昂等诸多制约因素，在无规划的特大城市中提高交通流动性一直是一项挑战。本论文的研究目的是在特大城市中引入自行车道以提高交通的机动性。为设计自行车道，对天然无脑单细胞多核原生生物绒泡菌进行了研究和改良。近年来，以绒泡菌为灵感的技术在构建有效网络方面引起了极大的关注。现有的绒泡菌启发模型有效地解决了不同的问题，包括交通网络的设计和修改和自行车道的含义是这项研究的独特贡献。以孟加拉国首都达卡市中心区为例，分析和设计了自行车道网络绕过主干道的方案。
Agent-based simulations of China inbound tourism network
基于大规模的调查结果，构建了中国独立入境旅游的Agent网络模型，并通过数值模拟的方法，研究了旅游城市关闭、西部新口岸开放和城市旅游吸引力提升等不同情景下，中国独立入境旅游客流对外部扰动的动态响应。数值结果表明：（1）单个港口城市的关闭一般会影响到网络中其他多个城市的游客量，与非港口城市相比，港口城市的关闭对系统整体游客量的影响更大;（2）中国西部一个新港口城市的开放将吸引更多的游客到西部城市，但对整体游客量和游客分布不均衡的影响不大;（3）非港（港）市旅游吸引力的增长一般呈上升趋势（减少）整体访问量，但也有例外，由于溢出效应。在此基础上，通过多个城市同时提升旅游吸引力，探讨了多城市旅游升级发展策略。数值结果表明，通过提升地理上相距较远的重要非港口城市，整体游客量得到了更好的改善。研究结果揭示了复杂旅游网络中蕴含的丰富动力学特性，为我国入境旅游的发展和管理提供了理论依据。
Entropy and the City: Origins, trajectories and explorations of the concept in urban science
本章梳理熵从热力学、统计力学到城市科学的概念演变，并系统阐述其在空间相互作用建模、城市形态与复杂性度量及自组织与可持续性研究中的应用。
Building the road network for city-scale active transport simulation models
在本文中，我们介绍和测试我们的算法，以创建一个城市规模的主动交通仿真模型的道路网络表示。该算法依赖于开放和通用的数据，以确保适用于世界各地的不同城市。除了主要道路，它们的几何形状和通常用于交通建模的道路属性（例如，速度限制、车道数量、允许的出行模式），该算法还捕获行人和骑自行车者通常喜欢的次要道路，以及道路属性，如自行车专用基础设施、交通信号和道路坡度。此外，它简化了网络的复杂几何形状，并在适用的情况下合并平行道路，使其适合大规模模拟。为了研究该算法的实用性和性能，我们用它来创建一个网络表示为大墨尔本，澳大利亚和使用现有的交通模拟工具包创建的网络，以及另一个网络从现有的城市规模的交通模型从维多利亚州政府的输出进行比较。通过对这些网络的仿真实验，我们证明了我们的算法在仿真精度和运行时间之间取得了很好的平衡。对于步行和骑自行车的网络上的路由旅行，它在最短路径的旅行距离方面与常见的网络转换工具具有相当的准确性，而在用于模拟不同样本大小时，速度要快两倍以上。因此，我们的算法提供了一个灵活的解决方案，为世界各地不同城市的城市规模的主动交通模型建立准确，高效的道路网络。
Complex Network Tools to Understand the Behavior of Criminality in Urban Areas
本文提出了一种利用复杂网络技术检测城市高犯罪区域的三重方法论，通过城市犯罪映射、犯罪社区识别和犯罪分析，提供评估措施以分析不同犯罪类型的内在犯罪性。
Effects of city-size heterogeneity on epidemic spreading in a metapopulation: A reaction-diffusion approach
我们回顾并介绍了一个广义的反应扩散方法，传染病传播的集合种群建模为一个复杂的网络。集合种群由易感和受感染的个体组成，这些个体被分组为亚群，这些亚群象征着城市和村庄，这些城市和村庄通过人类在交通网络中的旅行而耦合。通过分析方法和数值模拟，我们计算了感染者在长时间限制的metapoluation中的比例，以及表征将流行病与非流行病阶段分开的流行病阈值的相关参数。在这个模型中，我们研究了异构网络拓扑结构和异构子种群大小分布的影响。这样的系统适用于流行病建模，其中小村庄和大城市同时存在于集合种群中。我们发现，异质性条件导致的流行病阈值是一个非平凡的函数的反应速率（局部参数），网络的拓扑结构（全局参数）和交叉人口规模，区分“村庄动态”从“城市动态”。
Mathematics and Morphogenesis of the City: A Geometrical Approach
城市是有生命的有机体。它们是不平衡的、开放的系统，永远不会停止发展，有时甚至会死亡。当地的地理环境就像是一个壳，制约着它的发展。简而言之，一个城市目前的布局是一个运行的形态发生过程中的一个步骤。因此，城市显示出巨大的多样性的形状，没有传统的模型，从随机图，复杂网络理论或随机几何考虑到几何，功能和动态方面的一个城市在同一个框架。我们在这里提出了一个全球性的数学模型，致力于城市，允许描述，操纵和解释城市的整体形状和布局的街道系统。这种基于街道的框架调和了问题的拓扑和几何方面。从几个法国城镇的静态分析（拓扑结构的第一和第二阶，各向异性，街道缩放），我们假设一个城市的发展遵循的逻辑划分/扩展的空间。我们提出了一个动态模型，模仿这种逻辑，并从简单的一般规则和一些参数成功地产生了大量的城市多样性，并在复制静态分析指出的一般功能。
Decoding the city: multiscale spatial information of urban income
本文提出基于统计学习理论的多尺度空间信息量化方法，通过分析900多个美国都市区收入分布，揭示空间选择的收入依赖性及社区差异。
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