复杂城市模式与真实城市的适用性问题

城市依靠象征能源运输线的树枝结构发展起来，并通过这些枝状结构将能源输送到遥远的地区，关于城市发展过程中不同尺度上的树状结构，我们有很多的例子。从图8.4c我们就可以窥见一斑，图8.4c反映了伍尔弗汉普顿的街道网络结构，但是城市并不是纯粹的树枝状结构。出于不同的交通需要，不论是需要不同网络结构的不同模式，还是决定人们贸易和沟通方式的社会和电子网络，不同的网络结构在城市里相互叠加。第1章的图1.4以及第3章的图3.10，展示了伦敦交通网络的不同地图，这些交通网根据不同的交通量和相对距离构建起一个路线等级和模式，这些等级和模式反过来又与用于运送人口和物质的能源紧密相关。在图8.6中，我们给出了伦敦地区街道交通网络地图。根据输送能源的不同，这些街道由不同的颜色来表示，我们主要通过街道交通量来区分不同能源，不同的街道交通量由不同的颜色指示，由此我们也可以看出街道运输能力、拥挤状况或者饱和度。这也与可及性模式紧密相连，因为这一模式反映了地区之间的相近程度。

图8.6　大伦敦地区地面街道有机演化网络结构图

正如我们在前两章中指出的，街道网络是阐释城市如何自下而上发展的绝佳案例，因为它们构成了城市里其他一切事物赖以运行的基本结构。我们可以从城市的发展过程中看出，交通和土地利用是紧密相连的。的确，在20世纪30年代，随着城市扩张在英国的快速发展，“带状”发展成为与交通发展相关的土地利用模式，当时的土地利用主题就是要控制城市的迅速扩张。我们还可以在很多城市发展的模式中看到交通与土地利用之间的关系。图8.7展示了美国东部城市马里兰州的巴尔的摩在过去两百年内的城市发展，从图8.7我们可以明显地看出城市如何沿着辐射状的交通线路发展起来，尤其是在19世纪末20世纪初，有轨电车、公共汽车和铁路系统迅速发展的时期（Acevedo、Foresman and Buchanan，1997）。随着城市变得多中心化，城市各部分越来越各司其职，新的中央商务区，如“边缘城市”也继而建立起来，因而这些沿交通路线发展的模式也渐渐瓦解了，但是至今这些模式还是很重要的模式。

这些模式在不同尺度上重复出现，但是它们并不是在每个空间尺度上都被如实地复制，因为很明显，每个人的品位和价值观念都是不同的，因而他们的行为也不尽相同。另外，城市形态上出现的这种相似性是一种统计自相似性而非我们在图8.1科赫雪花曲线中看到的严格意义上的自相似性。

事实上，虽然一个城市的交通路线模式往往是辐射状的，集中于几个关键的枢纽，并根据重要性不同分层级，形成一个反映不同交通技术、运输能力和传播速度的等级层次体系，但是街道系统还是很明显地反映了空间填充的原则。在地方层面上，关于街道系统更多的是有意识的规划和设计，尤其是对于那些出于实际建造、融资和销售目的而独立出来发展的区域。例如，住宅区的住房往往建立在单向道上，周边都是尽端路，这么设计通常是出于限制发展、交通管理和安全的目的。在下一节中我们还会回过来做进一步说明，因为在下一节中我们会探讨如何通过显式设计和规划来更有意识地建立这样的结构，但是需要指出的是，这些模式确实会在不同尺度上重复出现，从它们的统计分布以及形态自相似性上就可以看出这点。

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图8.7　巴尔的摩二百年来的城市发展

资料来源：Acevedo、Foresman and Buchanan（1997）。

很明显的一个问题就是，我们在图8.6伦敦交通发展以及图8.7巴尔的摩城市发展中看到的DLA模型对现实结构的模拟适用范围有多广？当然，这个模型说明了我们上文提及的两条原则或者两种驱动力是如何相互作用产生一个在若干特征上与现代城市相似的结构的。它仅仅是一种形象的方式，用来强调这样的概念，即自下而上，不协调的变化会带来一个高度有序的结构——分形。分形正是通过这种相对简单的过程产生的。我们可以让这个模型变得更具实际价值，但是要让政府或者其他机构在战略规划中应用这些操作模型，还有很长的路要走。我们只要将这一模型植入一个有真实特征的空间或者地域，就可以把这个模型变得更具实际价值。在图8.8中，我们对威尔士卡迪夫的发展进行了四次不同的模拟，卡迪夫的发展受到海岸线和河流的限制。我们设置了两个发源地，一个在历史中心，一个在码头边沿，然后让DLA模型根据图8.5中的方式运作。由此，我们很快就意识到将这个城市一分为二的河流对某些城区的发展速度有所影响，然而卡迪夫有两个中心，且它很难产生一个在历史上两方发展都相互均衡的模式。这点并不令人意外，因为这个模型并没有包括那些会影响两个中心之间竞争的因素。巴蒂和朗利（Batty and Longley，1994）曾经对仿真有更为深入的探讨。但是，这个模型只能模拟那些在其假设之下产生的模式。而这些模拟也为说明和检验未来关于城市形态的各种假说提供了一种方式。为了了解如何生成这样的结构，我们有必要了解如何设计和应用这些模型以产生有效的设计。

图8.8　通过应用扩散限制聚集模型或者DLA来模拟卡迪夫的发展

注：从左上的a到右上的b到左下的c再到右下的d，对发展的限制逐步降低。