清華新聞網(wǎng)2月21日電 近日,，清華大學電子系城市科學與計算研究中心與麻省理工學院、加州大學伯克利分校,、芝加哥大學,、耶魯大學等國際知名高校開展跨學科合作，首次提出了基于網(wǎng)絡科學的城市不平等性測量分析框架,，用動態(tài)復雜網(wǎng)絡建模城市空間中的人類移動行為數(shù)據(jù),，為城市規(guī)劃與居民生活體驗的不平等性分析提供了全新思路。該成果展示了數(shù)據(jù)驅(qū)動方法在解決城市復雜系統(tǒng)問題中的重要潛力,，所建模型能夠進一步釋放城市數(shù)據(jù)潛能,，助力數(shù)據(jù)驅(qū)動的城市可持續(xù)發(fā)展。
城市規(guī)劃與生活體驗的平等性是一個長期存在的核心議題,，城市在為大量居民提供便利的生活服務和社會協(xié)作基礎的同時,，也催生了貧民窟、族群隔離等尖銳的社會公平問題,，這些挑戰(zhàn)嚴重制約著高質(zhì)量,、可持續(xù)的城市化進程。自上世紀中葉以來,，城市科學領域的學者一直致力于建立城市系統(tǒng)的計算模型,，用計算推演城市不平等的根源機制。諾貝爾獎得主托馬斯·謝林（Thomas Schelling）在1971年提出了著名的謝林模型（Schelling's Model），用多智能體模型闡明了城市族群區(qū)隔問題從個體移動行為中的涌現(xiàn)機制,。隨著大數(shù)據(jù)分析技術在近年來的突破性發(fā)展,，數(shù)據(jù)驅(qū)動的城市不平等性研究獲得了新的發(fā)展動力。例如,，斯坦福大學團隊2023年在《自然》雜志發(fā)表論文,，提出基于真實移動數(shù)據(jù)的族群隔離測量方法。盡管近年來的數(shù)據(jù)驅(qū)動研究在解決具體問題方面取得了進展,，但這些研究往往分散于不同的視角,，缺乏系統(tǒng)化的研究框架，難以形成對城市不平等問題的整體性認知,。
圖1.該論文提出的城市移動行為數(shù)據(jù)動態(tài)網(wǎng)絡分析框架（a）,，從網(wǎng)絡科學視角對社會交互（b）、場所訪問（c）,、動態(tài)響應（d）三個重要維度構(gòu)建城市不平等性測量體系
圖2.實驗表明移動行為數(shù)據(jù)包含揭示細粒度城市不平等現(xiàn)象的重要信息
城市科學與計算研究中心從網(wǎng)絡科學視角提出了一個數(shù)據(jù)驅(qū)動的通用分析框架,，將城市移動行為數(shù)據(jù)建模為一個動態(tài)復雜網(wǎng)絡（圖1），其中網(wǎng)絡節(jié)點分別代表人和地點,，動態(tài)連接的邊表示人類移動行為的時空分布情況,。該網(wǎng)絡模型可以用一階鄰居、二階鄰居和動態(tài)變化分別刻畫：場所訪問（獲取城市場所,、設施提供的各種便利服務）,、社會交互（與不同城市人群實現(xiàn)高效社會協(xié)作）、動態(tài)響應（適應外部沖擊事件的動態(tài)調(diào)整能力,，如極端天氣事件和公共衛(wèi)生危機）,，從而將城市不平等性分析的三個重要概念維度抽象整合到統(tǒng)一的網(wǎng)絡分析框架中。
實證分析表明,，動態(tài)的人類行為建模相較靜態(tài)的城市規(guī)劃分析更能解釋諸多城市不平等現(xiàn)象（圖2）。該論文提出的網(wǎng)絡科學分析框架可以系統(tǒng)地測量真實移動行為所反應的城市機會分布情況,，這些大規(guī)模測量結(jié)果對于在疫情防控,、氣候適應和可持續(xù)生活方式推廣等場景中實現(xiàn)公平政策制定具有深遠的意義（圖3），這些應用案例突出了移動行為數(shù)據(jù)在緩解城市空間不平等方面的潛力（圖4）,。
圖3.所提分析框架可為疫情方框政策（a）,、適應極端天氣（b）、推動“15分鐘城市”生活方式（c）等重要應用提供洞見
圖4.所提分析框架將釋放移動行為數(shù)據(jù)潛能,，促進城市可持續(xù)發(fā)展目標實現(xiàn)
相關研究成果以“移動行為數(shù)據(jù)驅(qū)動的城市不平等性研究方法”（Using human mobility data to quantify experienced urban inequalities）為題,，于2月17日發(fā)表于《自然·人類行為》（Nature Human Behaviour）。
清華大學電子系助理教授徐豐力為論文第一作者,，電子系教授李勇為論文通訊作者,。其他共同作者包括麻省理工大學教授卡洛·拉蒂（Carlo Ratti），芝加哥大學教授路易斯·貝當考特（Luis Bettencourt），東北大學教授埃斯特萬·莫羅（Esteban Moro）,、副教授王瑞恩（Ryan Wang）,，邁阿密大學副教授宋朝明（Chaoming Song），加州大學伯克利分校副教授瑪爾塔·岡薩雷斯（Marta C. González）等,。
研究得到國家重點研發(fā)計劃,、國家自然科學基金等項目的支持。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41562-024-02079-0
供稿：電子系
編輯：李華山
審核：郭玲
