После десятилетий городской эволюции главные системы метро в мире, судя по всему, стремятся к определенной идеальной форме.
На поверхности эти системы, имеющие ядро и ответвления, отходящие от него, — очевидные в Нью-Йорке, Токио, Лондоне или практически любом большом столичном метро — могут интуитивно показаться оптимальными. Но в отсутствие прямого централизованного планирования их движение в течение десятилетий к общей математической конфигурации может отражать универсальные принципы человеческой самоорганизации.
Понимание этих принципов может привести к тому, что «урбанизм станет количественной наукой, и мы станем выражать строительство городов данными и числами», говорит статистический физик Марк Бартелеми (Marc Barthelemy) из Национального центра научных исследований Франции (NCSR).
В статье от 15 мая в журнале Королевского сообщества Interface Бартелеми и аналитик комплексных систем Камилле Рот (Camille Roth) из NCSR сосредоточили сетевой анализ на метрополитенах вышеупомянутых городов, наряду с Барселоной, Пекином, Берлином, Чикаго, Мадридом, Мехико, Москвой, Осакой, Парижем, Сеулом и Токио.
С помощью уравнений, которые использовались для изучения двухмерных пространственных сетей (класс сетей, к которому принадлежит метро), исследователи обратили станции и линии в математику узлов и разветвлений. В поиске глубинных тенденций они повторили свой анализ с данными с каждого десятилетия истории систем метрополитена.
Обнаружились закономерности: конечно, в первую очередь, топология ядра и отходящих от него ответвлений, а также более тонкие закономерности. Примерно половина станций в любом метро находится на внешних ветках, а не внутри ядра. Расстояние от центра города до его самой дальней станции конечной станции равно двум диаметрам ядра системы метрополитена. Данная закономерность встречается постоянно.
«Можно было ожидать, что система метро примет много других форм, например, форму регулярной решетки, - говорит Бартелеми. - Удивительным нам кажется то, что все эти различные города, на различных континентах, с различными историями и географическими ограничениями ведут, в конечном счете, к одной и той же структуре».
Судя по всему, системы метро органически стремятся к этим пропорциям, чему способствует комбинация факторов: планирование, практическая целесообразность, обстоятельства и социально-экономические колебания, считают исследователи.
Это ключевой момент: если бы системы метрополитена развивались по заранее заданному пути, их эволюция отразила бы только установленный план. Вместо этого, конвергенция - «знак того, что есть некоторые основные, глубинные механизмы, которые управляют развитием городских систем», говорит Бартелеми.
Согласно Эндрю Адамацки (Andrew Adamatzky), ученому-информатику, специалисту в области теории компьютерных систем университета Западной Англии, который использует миксомицеты (слизевики) для изучения оптимальных транспортных сетей, вполне возможно, что инженеры, строившие метро, были под влиянием ранних сетей метрополитена в Лондоне, Берлине и Париже.
Но тем не менее Адамацки отозвался о результатах как об «очень многообещающих», сказав, «когда будет собрано больше данных, возможно, они смогут предложить некую полезную теорию развития метро».
Группа Бартелеми говорит, что тенденции, которые они обнаружили, можно было бы связать с социальными изменениями в городах. Их конечная цель - модель эволюции метро, основанная на реальных наблюдениях. С такой моделью у них бы появилась возможность вносить изменения в будущие транспортные системы оптимальными способами.
Безусловно, это был бы не первый раз, когда урбанисты пытались рационализировать и упорядочить города. Плоды некоторых таких усилий — такие как обширные, бездушные жилые комплексы, любимые модернистами, которые одержимы прямоугольными фигурами, — оказались действительно горькими.
Но Бартелеми говорит, что у его группы другой подход: они стремятся изменить к лучшему то, как люди естественно самоорганизуются, а не навязать им абстрактные, произвольные правила сверху.
«У нас нет грандиозных идей, - сказал Бартелеми. - Мы всего лишь пытаемся понять века развития».
Ссылка: «Долгосрочный предел для мировых сетей метро» (“A long-time limit for world subway networks”) Камилле Рот (Camille Roth), Сунг Мун Канг (Soong Moon Kang), Майкл Бэтти (Michael Batty) и Марк Бартелеми (Marc Barthelemy). Journal of the Royal Society Interface, 15 мая 2012.
