Mobilitetsdata afslører universel lov om besøg i byer

Ny forskning offentliggjort i Natur giver en kraftfuld, men overraskende enkel måde at bestemme antallet af besøgende til ethvert sted i en by.

Forskere fra Santa Fe Institute, MIT, og ETH Zürich har opdaget og udviklet en skaleringslov, der regulerer antallet af besøgende til ethvert sted baseret på, hvor langt de rejser, og hvor ofte de besøger. Visitationsloven åbner for hidtil usete muligheder for præcist at forudsige strømme mellem lokationer, som i sidste ende kunne have anvendelse i alt fra byplanlægning til at forhindre spredningen af ​​den næste store pandemi.

"Forestil dig, at du står på en travl plads, sige i Boston, og du ser folk komme og gå. Dette kan se ret tilfældigt og kaotisk ud, men loven viser, at disse bevægelser er overraskende strukturerede og forudsigelige. Det fortæller dig dybest set, hvor mange af disse mennesker, der kommer fra 1, 2 eller 10 kilometer væk, og hvor mange er der én gang, to gange eller 10 gange om måneden", siger hovedforfatter Markus Schläpfer fra ETH Zürichs Future Cities Laboratory. "Og det bedste er, at den samme regelmæssighed ikke kun gælder i Boston, men på tværs af byer over hele verden."

Forskernes resultater er et resultat af en analyse af mobiltelefondata fra millioner af anonymiserede mobiltelefonbrugere i meget forskellige byområder over hele verden, inklusive Greater Boston i USA, Lissabon i Europa, Singapore i Asien, og Dakar i Afrika. Schläpfer begyndte analysen og udviklingen af ​​teorien, mens han var post-doc ved Santa Fe Institute og arbejdede sammen med seniorforfatteren Geoffrey West, en fysiker, der leder byerne, Skalering, og bæredygtighedsprojekt. Det blev senere udvidet til at omfatte forskere ved MIT Sensible Cities Laboratory under ledelse af arkitekten Carlo Ratti.

Universelt, de fandt ud af, at antallet af besøgende til enhver byplacering skalerer som det omvendte kvadrat af både rejseafstanden fra hjemmet og besøgshyppigheden. Som tyngdekraften fra en stor planet, en attraktiv byplads med fine museer og berømte butikker trækker relativt flere besøgende fra fjernere steder, dog sjældnere end dem, der kommer fra nærliggende steder, deres relative tal er forudsigeligt bestemt af den omvendte kvadratlov. En yderligere overraskende konsekvens af denne nye samværslov er, at det samme antal mennesker besøger stedet, uanset om de kommer fra, sige, 10 km væk 3 gange om ugen, eller fra 3 km væk 10 gange om ugen.

Mens tidligere forskning har brugt mobiltelefondata til at studere menneskelig bevægelse fra individuelle menneskers perspektiver – hvor de går hen, hvornår, og hvor ofte – dette er den første systematiske undersøgelse, der fokuserer på besøgshyppigheden fra steders perspektiv, bruge mobiltelefondata til at forstå den relative attraktivitet eller nytteværdi af et byområde.

"Der er et optimeringsproblem i gang her med hensyn til mængden af ​​energi, folk bruger, afstanden de rejser, og antallet af ture, de foretager, " siger Geoffrey West. "Når vi rejser på fritiden, vælger vi vores destinationer. I hverdagen, disse valg er mere tvungne, fordi vi skal på arbejde, sige, fem gange om ugen, hente børnene to gange, osv. Men der er denne bemærkelsesværdige bevarelse iboende i samværsloven – nemlig, den gennemsnitlige mængde energi, som folk allokerer til at rejse, er den samme, uanset om de prøver at gøre det på tværs af forskellige afstande eller ved forskellige frekvenser."

Schläpfer siger, at det nye papir kan give byplanlæggere "en basislinje for at forstå, hvilke steder i deres byer der over- eller underpræsterer, " med hensyn til antallet af mennesker, de tiltrækker. Det kan informere planlæggere om, hvor de kan tilføje faciliteter som parker og restauranter, eller hvor meget offentlig transport, der er behov for til nye byudviklinger.

Visitationsloven slutter sig til en voksende mængde forskning inden for videnskaben om byer, som SFI-forskere og deres samarbejdspartnere har været pionerer for siden 2007, da de først afslørede universelle love, der styrer vækst, innovation, og tempoet i livet i byerne.

"Alle de problemer, vi står over for, især klimaændringer genereres i byer, fordi det er der, folk er, " siger West. "Så forstå byer, og hvordan folk bevæger sig i dem, spiller ind i fundamentale spørgsmål om livets fremtid på denne planet."