City-Scale Intelligent Systems and Platforms
截至2014年，地球上54%的人口居住在城市地区，并且正在稳步增长，预计到2050年将达到66%。城市地区从数万人的小城市到1 000万人以上的特大城市不等。目前，全球约有12%的人口居住在28个特大城市，预计到2030年至少有40个。在这样的规模下，城市基础设施，如道路、建筑和公用事业网络将覆盖新英格兰那样大的地区。这种稳定的城市化和由此产生的基础设施扩张，加上老化的城市基础设施的更新，代表着未来几十年数十万亿美元的新城市基础设施投资。这些投资必须平衡各种因素，包括对清洁空气和水的影响、能源和维护成本以及城市居民的生产力和健康。此外，这些不断发展的城市地区的成本效益管理和可持续性将是我们社会面临的最关键挑战之一，激发了科学和数据驱动的城市设计，改造和运营的概念，即“智慧城市”。
2017-05-04 cs.CY
Urban Generative Intelligence (UGI): A Foundational Platform for Agents in Embodied City Environment
Tsinghua University（清华大学）
针对快速城市化下的各类城市挑战与现有技术落地缺口，研究提出城市生成智能UGI平台，依托CityGPT基础模型打造具身智能体，在模拟城市环境中通过自然语言交互，为城市问题解决与系统仿真提供新范式。
2023-12-19 cs.AI cs.CY
Examining quality of DGNSS derived positioning in data in urban city -- A case study of an urban city in India
本研究以印度某城市约300个地面控制点为对象，采用双频DGNSS模式结合多星座观测与IGS精密星历，经后处理获得毫米至数厘米级精度，检验了城市DGNSS定位质量并阐述其实现方法。
2024-11-08 cs.CY cs.NI
Standardized Green View Index and Quantification of Different Metrics of Urban Green Vegetation
城市绿化被认为是关系到城市可持续发展和人们生活质量的重要因素。虽然已经提出了测量城市绿化的方法，但每个指标的特征还没有完全建立，使得以前的研究容易受到绿化指标变化的影响。为了使估算更加可靠，本研究旨在（1）提出一个用于分析的改进的绿色可见度指标（标准化GVI; sGVI），以及（2）量化sGVI和其他绿色指标之间的关系。分析数据集横滨市，日本，它表明，sGVI，加权形式的GVI聚集到一个区域，减轻了密集的测量站点的偏见。此外，通过比较城市街区级的sGVI和NDVI，我们发现sGVI更好地捕捉到了城市中心的植被，而NDVI更好地捕捉到了公园和森林中的植被。这些工具提供了一个基础，以更强大的方式评估城市景观中植被的影响，从而能够在任何任意地理尺度上进行比较。
2020-08-01 cs.CY
Urban-Rural Environmental Gradient in a Developing City: Testing ENVI GIS Functionality
Charles University in Prague（布拉格查理大学）
本研究以台北市为例，以ENVI GIS为支援，结合土地覆被类型与地理空间模型，进行都市生态系统分析。本文论述了人为压力对景观结构和土地覆被类型变化的作用。方法包括评估人类活动对自然生态系统的影响，利用遥感数据和地理信息系统评价景观动态的速率和规模。本研究旨在协助环境学家和城市规划者评估中国台湾城市发展特定目标的战略。
2018-12-06 cs.CV cs.CY
City limits in the age of smartphones and urban scaling
城市规划仍然缺乏适当的标准来界定城市系统之间的城市边界。这一问题历来由行政标准决定，而行政标准因国家和政治制度而异，妨碍了对城市系统进行比较分析。然而，信息和通信技术（ICT）的广泛使用使得新的量化方法得以发展，以揭示社会动态与城市基础设施的关系。事实上，信息和通信技术提供了根据对城市居民在整个城市留下的数百万条痕迹的经验分析，更准确地描述城市系统的潜力。在这项工作中，我们将计算技术应用于大量的移动电话记录来定义城市边界，通过分析智利超过10万居民的大都市中城市居民的出行模式和轨迹。我们创建并分析了从个人旅行轨迹推断出的互联地点网络。然后，我们使用光谱中心性方法对每个地方进行排名。这使得确定的地方更高的并发性和功能的重要性，为每个城市环境。城市尺度分析最终被用作一种诊断工具，可以区分城市和非城市空间。我们的方法的地理评估显示出高度的一致性与当前和行政定义的城市群在智利。我们的研究结果可以被认为是一个功能性的城市边界的定义。它们还提供了一个实际的实施城市规模和数据驱动的方法对城市作为复杂系统使用越来越大的非传统数据集。
2020-05-06 cs.CY physics.soc-ph
Urban Forms Across Continents: A Data-Driven Comparison of Lausanne and Philadelphia
本文提出基于OpenStreetMap数据和高斯混合模型的数据驱动框架，通过网格化基本空间单元比较洛桑与费城的城市形态，发现跨大陆存在功能趋同的城市类型，并强调空间尺度对跨城市比较的重要性。
2025-05-05 cs.CY
The Quantified Community at Red Hook: Urban Sensing and Citizen Science in Low-Income Neighborhoods
量化社区（QC）是一项长期的邻里信息学研究计划，是一个工具化的城市社区网络，收集，测量和分析有关物理和环境条件以及人类行为的数据，以更好地了解社区和建筑环境如何影响个人和社会福祉。该计划旨在创建一个数据支持的研究环境，以严格研究城市社区中复杂的相互作用。QC最初在纽约市的三个非常不同的地区启动：在哈德逊庭院，一个在曼哈顿约2000万平方英尺的“城中城”，与相关公司合作;在曼哈顿下城，一个吸引居民，工人和游客的混合用途社区，与纽约市中心联盟合作;在布鲁克林的红钩，一个经济困难的社区，面临着重大的发展和人口变化，与红钩倡议合作。本文介绍了我们最近的试点项目，部署新的城市传感器在红钩收集和分析生活质量的测量在高空间和时间分辨率。这一努力得到了公民科学倡议的补充，该倡议旨在让当地居民参与数据汇集和解决问题的过程，以推动循证社区决策，改善地方和城市治理。
2016-09-28 cs.CY
To Assess the Impact of Smart Cities on Urbanization Patterns in the United States
本文结合城市复杂性理论与混合方法调查美国智慧城市建设，发现技术、政策、环境和社会经济因素显著影响城市化模式，可为城市战略规划提供依据。
2025-03-14 cs.CY cs.ET
Data analytics on key indicators for the city's urban services and dashboards for leadership and decision-making
本文探讨了数据分析与仪表板在智慧城市决策中的作用，提出通过整合实时数据流与站点分析的城市仪表板方案，以获取准确信息并提升城市服务可持续性。
2023-09-12 cs.CY cs.SI physics.soc-ph
Critical Transit Infrastructure in Smart Cities and Urban Air Quality: A Multi-City Seasonal Comparison of Ridership and PM2.5
University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）
本文通过多城市季节性数据比较，研究公共交通通勤量与PM2.5的关系，揭示不同城市和季节的结构性差异，并提出整合交通与环境监测的智能城市框架。
2026-04-03 cs.CY physics.soc-ph
The Quantified City: Sensing Dynamics in Urban Setting
世界正在经历一个极端增长和城市化的时期;城市在21世纪成为神经中心，创造经济机会和文化价值，使城市呈指数级增长。随着城市人口的快速增长，城市基础设施正面临着重大问题，从城市系统规模的需要到大规模维持公民服务的服务质量。了解城市的动态对于明智的战略城市规划至关重要。本文展示了QuantifiedCity，一个旨在理解城市中发生的复杂动态的系统。通常，这些动态涉及人类、服务和基础设施，并在不同的空间中观察到：物理（基于物联网）传感和人类（基于社会）传感。该系统努力解决的主要挑战与数据集成和融合有关，以实现有效和语义相关的数据分组。这是通过将时空空间视为城市中生成的任何数据的块函数来实现的。我们的系统由三层组成，分别用于数据采集、数据分析和数据可视化;每一层都嵌入了各种模块，以更好地实现其目的（例如，数据抓取、数据清理、主题建模、情感分析、命名实体识别、事件检测、时间序列分析等）最终用户可以通过三个主要维度浏览动态：位置、时间和事件。对于每个维度，系统呈现一组以地图为中心的小部件，这些小部件总结了底层的相关动态。本文强调了对这样一个整体平台的需求，确定了“量化城市”概念的优势，并通过一个真实的场景展示了一个工作演示。
2017-01-16 cs.CY cs.SI
Smart City Drivers and Challenges in Urban-Mobility, Health-Care, and Interdependent Infrastructure Systems
在21世纪之交，城市发展经历了一次范式转变，因此寻求智慧城市已成为一项优先议程，工业界、政策制定者、从业者和科学界都直接参与其中。2008年金融危机、农村人口外流、城市中心的密集化以及环境和可持续性问题给全球各地的城市带来了巨大的挑战。联合国预测，到2050年，世界人口将达到98亿，比2018年增加21亿。几乎所有的人口增长都将发生在城市地区，因此，对已经超负荷的交通系统造成压力。
2022-11-26 cs.CY cs.SI
Indexical Cities: Articulating Personal Models of Urban Preference with Geotagged Data
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
如何在去过一个城市或社区之前评估喜欢那里的潜力。迄今为止，城市质量的概念一直与全球城市排名有关，在全球城市排名中，根据给定参数的网格对城市进行评价，或者与经验和社会学方法有关，通常受到现有信息量的限制。利用最先进的机器学习技术和来自不同城市文化的数千张地理标记卫星和透视图像，这项研究描述了城市空间中的个人偏好，并预测了特定观察者未知的可爱地方。与大多数城市感知研究不同，我们的目的不是以任何方式提供一个客观的衡量城市质量的标准，而是描绘个人对城市或城市指数的看法。
2020-01-23 cs.AI cs.CY
CityBehavEx: A Scalable and Empirically Validated LLM-Assisted Urban Simulation Platform
UTFPR（巴拉那联邦理工大学）；Inria（法国国家信息与自动化研究所）；University of Toronto（多伦多大学）
CityBehavEx平台针对基于大语言模型的城市模拟器扩展成本高和验证薄弱问题，结合人类出行模型与交叉编码器，实现大规模模拟，能生成更贴合现实的出行模式，还允许用户进行多种操作及验证。
2026-07-15 cs.CL cs.CY cs.MA
A stigmergy-based analysis of city hotspots to discover trends and anomalies in urban transportation usage
University of Pisa（比萨大学）；University of Florence（佛罗伦萨大学）；Bruno Kessler Foundation（布鲁诺·凯斯勒基金会）
可持续城市交通系统的一个关键方面是交通政策的有效性。为了有效，政策必须考虑广泛的因素，例如污染排放、交通流量和人员流动性。由于这些因素在城市地区的复杂性和多变性，制定有效的政策仍然是一项非常具有挑战性的任务。随着智慧城市模式的引入，可以在城市空间中生成大量可用的数据。这些数据可以成为改进政策的基本知识来源，因为它们可以反映城市的可持续性问题。在这种情况下，我们提出了一种方法来利用城市定位数据的基础上stigmergy，一个生物启发的机制，提供标量和时间聚集的样本。通过使用stigmergy，彼此接近的样本被聚集成一个功能结构，称为trail。线索总结了数据中的相关动态，并允许匹配它们，提供了它们相似性的度量。此外，这种机制可以专门用于展开特定的动态。具体来说，我们识别高密度的城市地区（即热点），分析它们随时间的活动，并展开异常。此外，通过匹配活动模式，提供了相对于典型活动模式的相异性的连续测量。该指标可供政策制定者用来评估政策的效果，并动态地改变政策。作为案例研究，我们分析了2013年至2015年在曼哈顿收集的出租车出行数据。
2019-01-21 cs.AI cs.CY
Urban Mosaic: Visual Exploration of Streetscapes Using Large-Scale Image Data
城市规划越来越受数据驱动，但在城市规模上使用数据进行设计，并对人类规模的影响保持敏感，这一挑战在今天与Jane Jacobs一样重要。我们通过Urban Mosaic来应对这一挑战，Urban Mosaic是一种通过纽约市770万张街道级图像的空间和时间密集数据集来探索城市结构的工具，这些图像是在一年内捕获的。与专业从业者合作，我们使用Urban Mosaic来调查可达性和流动性，以及保护和改造的问题。在这样做的过程中，我们展示了如何这样的工具可能会提供城市和街道之间的桥梁，通过支持活动，如地理上遥远的街区的视觉比较，以及展开城市发展的时间分析。
2020-08-31 cs.CY cs.HC
Intercity mobility reveals the hyperbolic geometry of city systems
Peking University Shenzhen Graduate School（北京大学深圳研究生院）；Key Laboratory of Earth Surface System and Human-Earth Relations of Ministry of Natural Resources of China, Peking University Shenzhen Graduate School（自然资源部地表系统与人类-地球关系重点实验室，北京大学深圳研究生院）；The University of Hong Kong（香港大学）
研究通过双曲几何模型揭示城市系统中层级与接近度的交互关系，验证了12个全国城际流动性数据集，发现城市层级自下而上形成，其 hinterland 关系呈现非平稳特性。
2026-04-06 cs.CY physics.soc-ph
Decoding Urban-health Nexus: Interpretable Machine Learning Illuminates Cancer Prevalence based on Intertwined City Features
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
本研究利用XGBoost模型分析美国五大都市区数据，揭示年龄、少数族裔和人口密度是癌症患病率关键因素，并发现增加绿地、减少开发区域和排放可缓解癌症患病率。
2023-06-23 cs.CY cs.LG
Modeling and Simulating Agent-Based City Migration Using Conway's Game of Life
本文提出一种基于康威生命游戏的网格嵌套网格框架，通过编码致密化与稀疏化引起的向外迁移概率倾向来模拟城市迁移动态，实验表明简单规则即可涌现并稳定城市结构，为计算城市社会科学提供了通用高效的工具。
2024-12-30 cs.CY cs.FL
Quantifying Life Quality as Walkability on Urban Networks: The Case of Budapest
城市的生活质量与出行选择以及人们获得不同服务和景点的容易程度密切相关。步行基础设施网络是城市社会生活的支柱。虽然有许多方法可以量化生活质量，但大多数都没有具体考虑城市的步行能力，而是提供了一个城市范围的衡量标准。在这里，我们开发了一种数据驱动的，基于网络的方法来量化城市的宜居性。我们引入了一个生活质量指数（LQI）的基础上，行人可达性的设施和服务，安全和环境变量。我们的计算方法概述了以更细粒度衡量生活质量的新方法，这对城市规划者，城市官员和利益相关者来说可能是有价值的。我们将数据驱动的方法应用于布达佩斯，但由于强调在线和易于获得的定量数据，因此该方法可以推广并适用于任何城市。
2020-06-04 cs.CY cs.SI physics.soc-ph
A City-Scale Dataset of Traffic Flows, Travel Times, and Urban Context
University of Padua（帕多瓦大学）；Fondazione Bruno Kessler（布鲁诺·凯斯勒基金会）；Municipality of Padua（帕杜瓦市政府）
本文提出一个基于意大利帕多瓦市2026年2月至4月自动车辆识别记录的多源交通数据集，结合交通流量时间序列与基于轨迹的动态流量统计信息，并整合了兴趣点、人口数据、气象变量和道路基础设施数据，通过Python类提供时空图表示加载时间与上下文数据，验证分析确认数据集能捕捉到早晚高峰及工作日与周末的交通模式。
2026-09-09 cs.CY physics.soc-ph
Impact Of Bike Sharing In New York City
花旗自行车的部署改变了纽约市的城市交通格局，并提供了一个可扩展的解决方案的例子，世界各地的许多其他大城市已经采用了这种解决方案。正在考虑类似部署的城市利益相关者将在很大程度上受益于自行车共享对城市交通影响的定量评估，以及相关的经济，社会和环境影响。虽然Citi Bike的使用数据是公开的，但这种评估的主要挑战是提供一个足够的基线场景，说明如果没有Citi Bike系统，城市会发生什么。现有的努力，包括花旗自行车本身的报告，在很大程度上意味着对人们会使用的替代交通方式的武断和往往不切实际的假设（例如通过比较自行车旅行和驾驶）。本论文提供了一个平衡的基线方案的基础上的交通选择模型来描述预计的客户行为的情况下，花旗自行车系统。该模型还承认Citi Bike可能用于娱乐目的，因此，如果Citi Bike不可用，则并非所有旅行都将实际进行。该模型使用开放的Citi Bike和其他城市交通数据进行训练，并应用于评估Citi Bike旅行对最终用户以及纽约市和附近泽西市不同行政区的城市利益相关者的直接利益。除了估计出行时间和成本节省外，该模型还报告了相关的天然气节省、排放减少和客户的额外锻炼，涵盖了预期影响的所有三个领域--经济、社会和环境。
2018-08-20 cs.CY physics.soc-ph
City-Wide Perceptions of Neighbourhood Quality using Street View Images
Imperial College London（帝国理工学院）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Google（谷歌）；University of Oxford（牛津大学）
个人与城市邻里的互动在一定程度上取决于人们对城市环境质量的感知。感知邻里质量是城市活力的核心组成部分，影响着居民的社会凝聚力、社区感、安全感、活跃度和心理健康。大规模评估邻里质量的看法是由地方脉搏项目开创的。研究人员展示了56个城市的图像对的众包感知评级的有效性，并训练了一个模型来预测街景图像的感知。城市之间的差异可能会限制Place Pulse评估城市内部感知的有用性。在本文中，我们提出了一个协议的城市特定的数据集收集的看法：'在哪条街道上，你更喜欢走？'.本文介绍了我们的方法，总部设在伦敦，包括收集的图像和评级，网络开发，模型训练和映射。评估城市内部对社区的看法可以发现不公平现象，为规划优先事项提供信息，并确定时间动态。可用代码：https://emilymuller1991.github.io/urban-perceptions/。
2022-11-24 cs.CV cs.CY
Urban association rules: uncovering linked trips for shopping behavior
在这篇文章中，我们介绍了城市关联规则的方法，并使用它来提取频繁出现的商店组合，一起访问，以表征购物者的行为。Apriori算法用于提取关联规则（即，if -> result）。我们的大规模和匿名银行卡交易数据集的应用程序使我们能够输出整个城市的购物链接行程：该方法使我们能够预测其他商店最有可能被客户访问给定的特定商店已经访问作为输入。此外，除了分散在城市中的商店位置之外，我们的方法还可以考虑客户在整个城市进行的所有交易活动。这种方法使我们不仅能够发现简单的链接行程，如商店之间的过渡运动，但也为每个链接行程在特定地区的边缘权重。因此，所提出的方法可以补充传统的研究方法。加强对人们购物行为的了解，可以帮助城市当局和城市从业人员进行有效的城市管理。研究结果亦有助个别零售商重新安排服务，以迎合顾客的习惯，提升他们的购物体验。
2016-10-01 cs.CY physics.soc-ph
Simulating the future urban growth in Xiongan New Area: a upcoming big city in China
中国于2017年4月1日宣布在河北建立雄安新区。这样，一个位于北京西南约110公里处的新城市将出现。雄安新区对于承接北京非首都功能具有重大的现实意义和历史意义。模拟雄安新区的城市动态可以帮助规划者决定在哪里建设新的城市，并进一步管理未来的城市增长。然而，对雄安新区未来城市发展的研究却很少。此外，以往的模型无法模拟雄安新区的城市动态。由于这些模型都没有原始的高密度Urbna来学习迁移规则，本文提出了一种C-FLUS模型来解决这类问题。该框架通过耦合一个改进的元胞自动机（CA）来实现。为了更好地模拟新城区的发生，CA模型采用了一种基于局部最大值的随机播种机制。通过对当前驱动力的分析，C-FLUS可以检测出潜在的启动区，并模拟雄安新区不同情景下的城市发展。我们的研究表明，新城最有可能出现在雄县西北部，并将迅速向荣成、安新延伸，直至几乎覆盖雄安新区北部。此外，该方法可以帮助规划师评估雄安新区城市扩展的影响。
2018-03-16 cs.AI cs.CY physics.soc-ph
Evolutionary City: Towards a Flexible, Agile and Symbiotic System
Shanghai Artificial Intelligence Laboratory（上海人工智能实验室）；Shanghai Urban Construction Design & Research Institute (Group) Co., Ltd.（上海城市建设设计研究总院（集团）有限公司）
本文针对城市基础设施难以适应动态需求的问题，提出Evolutionary City框架，通过先进感知、图技术仿真与去中心化自主决策实现城市共生演化，案例证明其能优化交通并减少排放。
2023-11-06 cs.AI cs.CY cs.HC
Urban DNA for cities evolutions. Cities as physical expression of dynamic equilibriums between competitive and cooperative forces
城市是我们竞争与合作行为的有形表现。这两种力量之间的张力产生了动态平衡，其物质表现是城市及其演变。在达尔文主义的合作观中，由于达尔文主义不仅仅涉及竞争，合作所获得的公共利益，也会从私人利益的角度得到回报。提出了一种城市遗传密码，根据这种密码，城市将自然和城市联系起来，并作为多用途、独立的微区域的总和，每个微区域都有其中心地位、工作地点、公园和日常商店服务和设施。这种机制被称为“等效益城市化”，它不是静态的和预先设计的，而是允许无限动态的变化和扩展。而不是描述理想的城市，这并不存在于我们自己的脑海中，等益城市主义描述了一个城市应该避免什么，以避免成为一个不理想的城市。它的六个原则是城市DNA，它不提供预定的形式，而是根据背景和时代的指示。从环境的角度来看，等效益城市是有弹性的，低碳的，适应性强的。
2015-10-26 cs.CY nlin.AO physics.soc-ph
Urban Pulse: Capturing the Rhythm of Cities
城市本身就是动态的。有趣的行为模式通常在多个时间分辨率上表现在城市的几个关键区域。研究这些模式可以极大地帮助各种专家，从城市规划师和建筑师到人类行为专家。最近的技术创新使大量的数据，可以帮助这些研究的收集。然而，使用这些数据集的技术通常侧重于在城市的背景下理解数据，从而无法捕捉城市的动态方面。这项工作的目标是在多个城市数据集的背景下了解城市。要做到这一点，我们定义了一个“城市脉冲”的概念，它捕捉了在一个城市的时空活动在多个时间分辨率。城市中的突出脉冲是使用数据集的拓扑结构获得的，并且被表征为一组节拍。然后，这些节拍被用来分析和比较不同的脉搏。我们还设计了一个视觉探索框架，允许用户在不同条件下探索多个城市内和跨城市的脉搏。最后，我们提出了三个案例研究，由来自两个不同领域的专家，证明了我们的框架的实用性。
2017-12-29 cs.CY cs.GR cs.SI
Communication of Social Agents and the Digital City - A Semiotic Perspective
本文探讨了数字城市的概念。首先，根据现代城市主义的研究，对数字城市进行了功能分析，指出了虚拟城市和城市建设之间的相似之处。接下来，一个符号学的角度对这个主题进行了阐述，并介绍了一个术语的基础，把数字城市作为一个自组织的意义生产系统，旨在支持社会或空间导航。提出了数字城市的概念。最后，所提出的方法进行了讨论，给出了结论，并概述了未来的工作。
2006-05-25 cs.AI cs.CL cs.CY
