辐射模型

概念

辐射模型（Radiation Model）是一种用于模拟人口流动强度的数学模型。它由美国学者Simini于2012年提出，借鉴了固体物理学中物质运动的发散和吸收过程，弥补了重力模型在人口流动模拟中的一些不足之处，并利用人口流、物流、信息流等进行了实例验证。辐射模型将人口流动看做一个受联合概率支配的随机过程，取决于出发地、目的地和影响范围的人口分布。辐射指的是由场源发出的电磁能量中的一部分脱离场源向远处传播，而后不再返回场源的现象，能量以电磁波或粒子（如阿尔法粒子、贝塔粒子等)的形式向外扩散。自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度(-273.15摄氏度)以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为辐射。任何物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的性质。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称为热辐射。

辐射模型在思想上借鉴了辐射的基础理念，它的基本假设是出行者在选择目的地时，会选择距出行起点最近且比起点机会数多的一个地点出行（这里的机会数是按正比于地点人口数随机抽样的）。辐射模型的突出特点是不需要任何可调参数、仅输入各地点的人口分布数据就可以相当准确地预测城市间的人群移动量，克服了引力模型存在的缺陷。

与重力模型相比，辐射模型与实测数据的拟合程度较高，能够更趋近现实地模拟两地之间的流动强度。辐射模型将人口流动看作一个受联合概率支配的随机过程，取决于出发地、目的地和影响范围的人口分布。

优势

与重力模型相比，辐射模型与实测数据的拟合程度更高，能够更趋近现实地模拟两地之间的流动强度。

不足

在 Simini 等学者的研究中，影响范围的确定基础是均质的理想空间 ，而实际上，人口流动行为以真实的地理空间为载体，受到交通条件、地形地貌、土地利用状况等多种因素及其分布特征的综合影响。当出行的时间成本一定时，流动人口在出发地的各个方向上的出行距离各不相同，辐射模型用均质的圆形作为影响范围忽视了真实地理空间的异质性，有待进一步改进。

此外，实际在城市相关研究中，人类出行并不仅仅依赖于距离，而是会根据城市的功能特征分布进行调整。因此，城市内部的人类移动性研究中，辐射模型的出行范围预测常被发现小于真实数据。

应用

辐射模型被广泛用于城市规划、流量分析、交通规划等领域。

人口流动：它可用于模拟人口流动强度，有助于理解和预测城市、地区内的人口迁移[2]。

城市规划：辐射模型在城市规划中有重要应用，可以帮助规划者更好地理解城市内的人口分布和流动趋势。

总的来说，辐射模型是一种有助于理解和模拟人口流动的数学工具，特别在城市规划和流量分析方面有广泛应用。