Новые математические модели, разработанные Окриджской национальной лабораторией Министерства энергетики совместно с сотрудниками из Университета Сэма Хьюстона и Чикагского университета, могут помочь изменить планировку бедных городских кварталов, чтобы улучшить доступ к ресурсам с минимальным нарушением и стоимость.
Исследователи нашли новый способ математического анализа бедных и неформально развитых городских сообществ, выявляя препятствия между незапланированными районами и инфраструктурой, которая обеспечивает ресурсы для удовлетворения основных потребностей человека. В своей статье, опубликованной в журнале Science Advances, они использовали спутниковые снимки и муниципальные данные для разработки математических алгоритмов, которые показывают, что трущобы и запланированные районы принципиально отличаются друг от друга.
Их модели четко определяют различия между неформальным расположением недостаточно обслуживаемых городских районов и формальной структурой городских кварталов. В двух тематических исследованиях исследователи использовали реальные данные, чтобы показать, что физическая планировка некоторых незапланированных кварталов не оставляет места для канализационных линий, дорог или водопроводных труб.
Из примерно четырех миллиардов человек, проживающих в настоящее время в городских районах по всему миру, примерно один миллиард проживает в трущобах. Из-за неадекватной инфраструктуры для здравоохранения, санитарии и доступа к службам экстренной помощи эти районы становятся проблемами гуманитарного характера и устойчивости в результате быстрой урбанизации. Криста Брелсфорд, научный сотрудник ORNL Лайан Рассел и ведущий автор, считает, что это исследование может изменить будущее трущоб.
«Для меня это исследование дало возможность взглянуть на города с новой и захватывающей математической точки зрения», - сказал Брелсфорд. «Передавая эти инструменты в руки местных общественных организаций и жителей, усилия по созданию доступной инфраструктуры позволяют жителям принимать решения о своих районах и сообществах».
«Все, что мы можем сделать для улучшения жизни с точки зрения прав человека, хорошо для мира, а также поддерживает национальную безопасность США, потому что чем больше людей удовлетворяют свои основные потребности, тем в большей безопасности мы все находимся», - сказала она. добавлено.
Хотя сообщества с недостаточным обслуживанием являются первым приложением, алгоритм исследователей обеспечивает математический способ описания всех городов. Команда использовала новый топологический метод, основанный на связях между местами, чтобы охарактеризовать первые трущобы, а не традиционный геометрический подход.
«Понимая фундаментальную топологию - взаимосвязь между местами проживания и работы и сетями городской инфраструктуры - мы можем определить, что части городов остаются связанными только в начальной стадии», - сказал соавтор Луис Беттанкур, директор Института городских инноваций Мансуэто. в Чикагском университете.
«Это ситуация, которую можно нанести на карту, измерить и решить с минимальным вмешательством, чтобы создать новые градостроительные решения, ориентированные на человека, и города, которые имеют историю и характер», - добавил он..