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UrbanSim

UrbanSim es un sistema de simulación urbana de código abierto diseñado por Paul Waddell de la Universidad de California, Berkeley y desarrollado con numerosos colaboradores para respaldar el uso del suelo metropolitano , el transporte y la planificación ambiental . Se distribuye en la web desde 1998, con revisiones y actualizaciones periódicas, desde www.urbansim.org. Synthicity Inc coordina el desarrollo de UrbanSim y brinda servicios profesionales para respaldar su aplicación. El desarrollo de UrbanSim ha sido financiado por varias subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias , la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU ., la Administración Federal de Carreteras , así como el apoyo de estados, agencias de planificación metropolitana y consejos de investigación en Europa y Sudáfrica. En las referencias se pueden encontrar reseñas de UrbanSim y comparaciones con otras plataformas de modelado urbano. [5] [6] [7]

Aplicaciones

La primera aplicación documentada de UrbanSim fue una aplicación prototipo en el entorno de Eugene - Springfield, Oregon . [8] [9] Se han documentado aplicaciones posteriores del sistema en varias ciudades de EE. UU., incluidas Detroit, Michigan, [10] Salt Lake City, Utah, [11] [12] San Francisco, California, [13] y Seattle, Washington. [14] En Europa, UrbanSim se ha aplicado en París, Francia; [15] [16] [17] Bruselas, Bélgica; y Zurich, Suiza, con varias otras aplicaciones aún no documentadas en artículos publicados.

Arquitectura

La implementación inicial de UrbanSim se implementó en Java . [18] [19] La arquitectura del software se modularizó y reimplementó en Python a partir de 2005, haciendo un uso extensivo de la biblioteca numérica Numpy . El software se ha generalizado y abstraído del sistema de modelo UrbanSim, y ahora se lo conoce como Plataforma Abierta para Simulación Urbana (OPUS), con el fin de facilitar una arquitectura plug-in para modelos como viajes basados ​​en actividades, asignación dinámica de tráfico. , emisiones y cambios en la cobertura del suelo. [20] OPUS incluye una interfaz gráfica de usuario y un lenguaje de expresión conciso para facilitar el acceso a operaciones internas complejas por parte de no programadores. [21] A partir de 2012, UrbanSim se volvió a implementar utilizando las bibliotecas actuales de Scientific Python, como Pandas. UrbanSim Inc. ha desarrollado la plataforma UrbanSim Cloud que implementa simulaciones en la nube para lograr escalabilidad, lo que permite ejecutar cientos o incluso miles de simulaciones simultáneamente, y una interfaz de usuario basada en navegador web que presenta una vista de mapa web en 3D de las entradas y salidas del simulación. Los modelos UrbanSim han sido prediseñados para 400 áreas metropolitanas dentro de los Estados Unidos con un nivel de detalle de bloque censal. Los usuarios de cualquier parte del mundo también pueden crear modelos de UrbanSim utilizando plantillas de zonas y parcelas, cargando datos locales y utilizando los recursos de la nube para especificar y calibrar automáticamente los modelos utilizando datos locales. Los detalles están disponibles en www.urbansim.com.

Diseño

Los sistemas de modelos urbanos anteriores generalmente se basaban en algoritmos de solución deterministas como la Interacción espacial o la Entrada-Salida espacial , que enfatizan la repetibilidad y la unicidad de la convergencia hacia un equilibrio, pero se basan en supuestos sólidos sobre el comportamiento, como que los agentes tienen información perfecta de todas las alternativas. ubicaciones en el área metropolitana, transacciones sin costos y mercados perfectamente competitivos. Los auges y caídas de la vivienda y la crisis financiera son ejemplos relativamente claros de imperfecciones del mercado que motivan el uso de supuestos menos restrictivos en UrbanSim. En lugar de calibrar el modelo a un equilibrio transversal, o un conjunto de condiciones del año base, se han desarrollado métodos estadísticos para calibrar la incertidumbre en UrbanSim que surge del uso de métodos de Monte Carlo y de la incertidumbre en los datos y modelos, frente a los datos observados durante un período longitudinal, utilizando un método conocido como fusión bayesiana. [22] Además de sus supuestos menos sólidos sobre los mercados, UrbanSim se aparta de diseños de modelos anteriores que utilizaban altos niveles de agregación de la geografía en grandes zonas, y agentes como los hogares y los empleos en grandes grupos que se suponía eran homogéneos. En cambio, UrbanSim adopta un enfoque de microsimulación , lo que significa que representa agentes individuales dentro de la simulación. Este es un sistema modelo a nivel de agente, pero a diferencia de la mayoría de los modelos basados ​​en agentes , no se centra exclusivamente en las interacciones de agentes adyacentes. Los hogares, empresas o empleos, edificios y áreas de terreno representados alternativamente por parcelas, celdas de cuadrícula o zonas se utilizan para representar los agentes y ubicaciones dentro de un área metropolitana. Las aplicaciones de modelado a nivel de parcela permiten por primera vez la representación de la accesibilidad a escala de caminata, algo que no se puede hacer de manera efectiva en altos niveles de agregación espacial. [23]

Compromiso

Una de las motivaciones del proyecto UrbanSim es no sólo proporcionar predicciones sólidas de los resultados potenciales de diferentes inversiones en transporte y políticas de uso del suelo , sino también facilitar una participación cívica más deliberativa en lo que a menudo son debates polémicos sobre infraestructura de transporte o políticas territoriales. con distribuciones desiguales de beneficios y costos. El trabajo inicial sobre este tema ha adoptado un enfoque llamado Diseño Sensible al Valor. [24] [25] También han surgido trabajos recientes para integrar nuevas formas de visualización , incluidos paisajes simulados en 3D. [26] [27]

Referencias

  1. ^ "Primera versión de GitHub". github.com/UDST . Consultado el 24 de diciembre de 2018 .
  2. ^ "Lanzamientos de GitHub". github.com/UDST . Consultado el 24 de diciembre de 2018 .
  3. ^ "Primeros pasos". github.com/UDST . Consultado el 24 de diciembre de 2018 .
  4. ^ "Licencia". github.com/UDST . Consultado el 24 de diciembre de 2018 .
  5. ^ EPA de EE. UU. (2000) Proyección del cambio de uso de la tierra: resumen de modelos para evaluar los efectos del crecimiento y cambio de la comunidad en los patrones de uso de la tierra. EPA/600/R-00/098. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Oficina de Investigación y Desarrollo, Cincinnati, OH. 260 págs.
  6. ^ Miller, EJ , DS Kriger y JD Hunt (1998). Modelos urbanos integrados para la simulación de políticas de tránsito y uso del suelo, Proyecto de investigación cooperativa de tránsito, Academia Nacional de Ciencias.
  7. ^ Richard Dowling, Robert Ireson, Alexander Skabardonis, David Gillen, Peter Stopher, Alan Horowitz, John Bowman, Elizabeth Deakin y Robert Dulla. Predicción de los efectos en la calidad del aire a corto y largo plazo de los proyectos de mejora del flujo de tráfico: informe provisional y plan de trabajo de la Fase II. Informe técnico 25-21, Programa Nacional Cooperativo de Investigación de Carreteras, Junta de Investigación del Transporte, Consejo Nacional de Investigación, octubre de 2000.
  8. ^ Waddell, Paul (2000). Un modelo de simulación de comportamiento para el análisis y la planificación de políticas metropolitanas: ubicación residencial y componentes del mercado inmobiliario de UrbanSim. Medio ambiente y planificación B: Planificación y diseño Vol 27, No 2 (247 – 263).
  9. ^ Waddell, Paul (2002). UrbanSim: Modelado del desarrollo urbano para el uso del suelo, el transporte y la planificación ambiental. Revista de la Asociación Estadounidense de Planificación, vol. 68, núm. 3, (297-314).
  10. ^ Waddell, Paul, Liming Wang y Xuan Liu (2008) UrbanSim: un sistema de apoyo a la planificación en evolución para comunidades en evolución. Sistemas de apoyo a la planificación de ciudades y regiones. Richard Brail, editor. Cambridge, MA: Instituto Lincoln de Política Agraria. págs. 103-138.
  11. ^ Waddell, P. y F. Nourzad. (2002). Incorporación del modo no motorizado y la accesibilidad de los vecindarios en un sistema modelo integrado de uso del suelo y transporte, Registro de investigación de transporte n.° 1805 (119-127).
  12. ^ Waddell, Paul, Gudmundur Freyr Ulfarsson, Joel Franklin y John Lobb, (2007) Incorporación del uso de la tierra en la planificación del transporte metropolitano, Investigación sobre el transporte, Parte A: Política y práctica, vol. 41 (382-410).
  13. ^ Waddell, P., L. Wang y B. Charlton (2007) Integración de un modelo de uso de la tierra a nivel de parcela y un modelo de viajes basado en actividades. Conferencia Mundial sobre Investigación del Transporte, Berkeley, CA., junio de 2007.
  14. ^ Waddell, P., C. Bhat, N. Eluru, L. Wang, R. Pendyala (2007) Modelado de la interdependencia en las elecciones de residencia y lugar de trabajo del hogar. Registro de investigación de transporte vol. 2003 (84-92).
  15. ^ de Palma, A., K. Motamedi, N. Picard, P. Waddell (2007) Accesibilidad y calidad ambiental: desigualdad en el mercado inmobiliario de París. Transporte Europeo nº 36, (47-64).
  16. ^ de Palma, A., N. Picard, P. Waddell (2007) Modelos de elección discreta con restricciones de capacidad: un análisis empírico del mercado inmobiliario de la región del Gran París. Revista de Economía Urbana vol. 62 (204-230).
  17. ^ de Palma, A., N. Picard, P. Waddell (2005) Elección de ubicación residencial con precios y tráfico endógenos en la región metropolitana de París. Transporte europeo. N° 31 (67-82).
  18. ^ Noth, M., A. Borning y P. Waddell. (2003) Una arquitectura modular extensible para simular el desarrollo urbano, el transporte y los impactos ambientales. Computadoras, medio ambiente y sistemas urbanos vol. 27, núm. 2, (181-203).
  19. ^ Waddell, P., A. Borning, M. Noth, N. Freier, M. Becke, G. Ulfarsson. (2003). UrbanSim: un sistema de simulación para el uso del suelo y el transporte. Redes y Economía Espacial 3 (43-67).
  20. ^ Paul Waddell, Hana Ševcíková, David Socha, Eric Miller , Kai Nagel, Opus: una plataforma abierta para la simulación urbana. Presentado en la Conferencia sobre Computación en Planificación y Gestión Urbana, junio de 2005, Londres, Reino Unido [1]
  21. ^ Borning, Alan, Hana Ševčíková y Paul Waddell (2008) Un lenguaje específico de dominio para variables de simulación urbana, Actas de la novena conferencia internacional anual sobre investigación de gobierno digital, Montreal, Canadá, mayo de 2008.
  22. ^ Sevcikova, H., A. Raftery y P. Waddell (2007) Evaluación de la incertidumbre en simulaciones urbanas mediante fusión bayesiana. Investigación sobre transporte Parte B: Metodología vol. 41, núm. 6 (652-659).
  23. ^ Lee, Brian, Paul Waddell, Liming Wang y Ram Pendyala (2010) Reexamen de la influencia de la accesibilidad laboral y no laboral en las opciones de ubicación residencial con un marco microanalítico. Medio ambiente y planificación A vol. 42 (913-930)
  24. ^ Davis, J., P. Lin, A. Borning, B. Friedman, P. Kahn y P. Waddell. (2006) Diseño sensible al valor de interacciones con indicadores UrbanSim. Computadora, octubre de 2006.
  25. ^ Borning, Alan, Paul Waddell y Ruth Förster (2008) UrbanSim: uso de la simulación para informar la deliberación pública y la toma de decisiones. En Gobierno Digital: Investigación Avanzada y Estudios de Caso. Hsinchun Chen , Lawrence Brandt, Sharon Dawes, Valerie Gregg, Eduard Hovy, Ann Macintosh, Roland Traunmüller y Catherine A. Larson, Eds. Saltador. págs. 439 – 463.
  26. ^ Aliaga, Daniel, Carlos Vanegas, Bedřich Beneš, Paul Waddell. (2009) Visualización de espacios urbanos simulados: infiriendo generación parametrizada de calles, parcelas e imágenes aéreas. Transacciones IEEE sobre visualización y gráficos por computadora.
  27. ^ Vanegas, Carlos, Daniel Aliaga, Bedrich Beneš, Paul Waddell (2009) Diseño interactivo de espacios urbanos mediante modelado geométrico y de comportamiento. ACM Transactions on Graphics, también ACM SIGGRAPH Asia, 28(5): 10 páginas, 2009.

enlaces externos