
我原以为10×10的网格是最佳选择,但事实并非如此。 (2022年10月6日小更新,增加了关于中型道路的更多内容。) 简介

我一直觉得,如果要建一个规整的正方形网格,那肯定得是10×10的:这样每个区块都能完全分区,道路长度高亮和道路引导圈也让绘制变得简单。 但事实证明,我们可以做得更好。 你能猜到什么尺寸最好吗?你能证明吗? (作者:me22ca) 数学时间 对于10×10的网格,计算很简单:在10²的区域内,我们能得到8²的可分区格,密度正好是64%。(这里以及本节其余部分,我们假设使用小型道路,即2单位宽的道路。) 对于边长为n的正方形的一般情况,可分区面积为(n-2)² - max(0, n-10)²——即道路内部的面积减去中间无法到达分区的区域面积——而总面积为n²。我很难在脑子里理解那个商数,所以我们还是把它画成图表看看会怎么样吧。

这表明“显而易见的”10×10网格实际上与15×15网格效果相当。


看起来12u是最佳选择。我们能证明吗?当然可以,让我们回到微积分I: 0 = d/d [(-2)² - (-10)²]/² 0 = d/d [(-2) + (-10)]×[(-2) - (-10)]/² 0 = d/d (2 - 12)×8/² 0 = d/d (16 - 96)/² 0 = [(16)ײ - (16 - 96)×2]/⁴ 0 = (16 - 32 + 192)/³ 0 = -16 + 192 = 192/16 = 12 因此,没错,正是12的块长度能提供最佳密度。

(巧合的是,这也是《城市:天际线》中轴对齐道路的最大路段长度。) 改进了多少呢?区域面积占比从64%提升到了三分之二(66.66…%)。 我承认,仅多4%左右的可分区面积听起来可能没那么令人兴奋。但这不仅密度更高,而且成本更低。 为什么呢?因为你需要为道路付费。对于10×10的街区,64格可分区面积需要40单位的道路(1.6格/单位),而12×12的街区仅用48单位的道路就能获得96格可分区面积(2格/单位)。因此,在相同区域内规划更多建筑时,道路支出减少了16%。下面用具体数据进行对比:以60×60的区域(便于多种方式均匀划分)为例,使用不同的区块尺寸和基础小型双车道道路,数据如下: 区块长度(单位) 可规划区域(平方单位) 道路长度(单位) 道路成本(₡) 道路维护费用(₡/周) 6 1600 1200 48,000 384.00 10 2304 720 28,800 230.40 12 2400 600 24,000 192.00 15 2304 480 19,200 153.60 20 2016 360 14,400 115.20 30 1536 240 9,600 76.80 因此,如果你采用10×10的网格,为获得相同的区域面积,你将多花费50%的成本。 (该表格还显示,可规划区域的下降速度慢于道路成本,但不要忘记,对于任何有影响半径的服务设施,较低的密度也意味着更高的成本。) 结论:如果你想要最密集的方形网格,请采用12×12的尺寸(使用小型道路)。与10×10网格相比,在相同空间内可多容纳1/24的 RICO建筑,同时道路支出减少1/6。

附录A:中型或大型道路

如果你使用的是4单位宽的道路,比如中型道路和大型道路,那么最佳密度的方形网格是16×16。但使用较宽的道路会让你付出沉重的密度代价:只有50%的区域可用于分区规划。(你可以通过4×4的区块来直观计算:在16×16的空间中总共有16个区块,其中8个可分区,1个在中间空置,7个是道路。)需要强调的是,50%的密度与使用小型道路的24×24网格相同。在使用2单位道路的方形网格中间留下一个巨大的14×14不可分区空洞,其密度竟然与使用4单位道路的最佳情况相当。因此,如果你发现自己希望网格中有更多车道,考虑使用成对的2单位单向道路,而不是换成4单位道路。获得额外的临街面会带来很大不同。例如,如果你在脑海中将16×16网格中的双向四车道中型道路“一分为二”,最终会得到8×8网格的单向双车道小型道路。这不是一个特别高效的网格,但它的密度仍然比使用中型道路的网格高出12.5%(9/16比1/2),而且还有一个好处是可以避免出现交通信号灯,获得更多停车位,并且减少交叉口的冲突点(单个完整的四向双向交叉口有32个冲突点,而四个四向单向交叉口每个只有5个——减少了37.5%)。 为了完整起见,如果你使用创意工坊中的6u(48米)超宽道路,使用20×20网格时的最佳分区密度为40%。但这些通常是工业道路,主要用于工业DLC建筑或其他可放置建筑,而非分区RICO建筑,因此此计算并不相关。 附录B:矩形区域 矩形区域越长,其密度可以任意接近80%的上限†。 对于α×β大小的街区,密度公式为((α-2)(β-2)-(α-10)(β-10))/(αβ)=8(α+β-12)/(αβ)。为简化计算,假设矩形的两边均为10或更长(显然,如果两边都小于10,密度会比正方形更低,而像5×50这样不合理的街区不在讨论范围内)。 因此,如果你想获得比10×10街区更好的密度,其实有不少选择。

但如果你想击败12×12的方块,你的选择会受到更多限制。

有趣的是,这也表明对于更大尺寸的区块,12乘以任何数都能达到12×12区块的效果。仔细想想,这其实是合理的:中间的横截面宽度为12单位,分区为8单位——占整体的三分之二,所以你可以随意增加更多这样的部分,而不会改变整体密度。或者,将β=12代入公式并简化也能证明这一点:β-12这部分会消失,只剩下(8α)/(α×12)=三分之二,因为α≠0。 实际上,如果你将自己限制在整数范围内(这样你就可以使用【按道路长度对齐】功能来绘制),那么唯一能胜过最佳正方形区块的是α属于{10,11},β属于{13,14,15,...}。 好多少呢?10×16的密度为70%,比12×12正方形区块高出5%。要达到75%的密度需要10×32的布局,这种布局比我个人喜欢的网格更呈长方形,但如果你习惯了纽约的布局,可能会有不同看法。 不过这一切都有些不尽如人意,因为渐近线意味着我们无法做出最佳的布局。相反,既然我们不希望区块太窄,不如尝试通过设定特定的宽高比≥1来重新参数化,令β=α。 当α=24/(+1)≥10时,密度达到最大值。作为合理性检验,对于正方形(=1),这正确地得出了我们之前找到的α=12。但该式的定义域限制相当严格;即使=2,也得出α=8,因此并不适用。这意味着对于较大的,我们又回到了10×10的布局,这同样说明不了太多问题。但这个临界点在哪里呢?当α=10时,解得=14/10,由此得到一个便于计算的10×14的区块大小,其密度为24/35≈68.57%。

所以,从某种意义上来说,这或许是“最佳”的网格布局,因为它是在不会让最佳区块在中间留下分区空隙的前提下,能使用的最接近正方形的宽高比。 额外的密度是否值得以牺牲规整性为代价?这个问题我留给你来判断。 † 限制条件是平行线无限长且永不相连,这样就不会有任何潜在可分区的区域被横向街道占用。快速查看此类道路的横截面会发现,每侧有4单位可分区空间,道路本身为2单位,因此密度为(4+4)/(4+2+4)=0.8。附录C:真实城市 网格尺寸(链) 城市:天际线尺寸(u) 提姆加德(罗马) 1⅓ 3⅓ 波特兰 4 10 休斯顿 5 12½ 危地马拉安提瓜 5½ 13¾ 明尼阿波利斯 6¼ 15½ 渥太华 4×9¼ 10×23 纽约 4×14 10×30 费城 6¾×8½ 17×21 克赖斯特彻奇(市中心) 6×12 15×30 盐湖城 12 30 这些数据通过卫星地图测量得出,包含道路宽度(不仅仅是临街长度),因此可能与其他地方的“标准”答案不完全一致。例如,波特兰交通局表示其街区长度为200英尺(≈7.6u)。 【网格尺寸(间‡)】【近似城市:天际线尺寸(u)】 大阪(船场) 50 11 京都 38×76 8½×17 名古屋 60 13½ 感谢评论区用户@eightroomofelixir建议增加更多日本城市——我最初只收录了名古屋。(注意:日本表格仍在完善中,因为我在单位换算方面遇到了一些不确定因素,希望确保数据的准确性。) ‡参见日本长度单位相关内容。 为什么用测链? 因为这些网格大多有100-300年的历史。测链单位是17世纪英国天文学家埃德蒙·冈特的发明。它的长度为66英尺,即1/80英里(约20.117米)。 在美洲的英语殖民地,土地边界是用测链单位来测量的,这是计算英亩面积最方便的单位。1英亩等于10平方测链。 ~ 出自洛拉·卡齐尔所著《公共领域的测量与测量员》以澳大利亚为例,该单元还解释了以下看似奇怪的长度规定: 我最初规划主街宽度为九十九英尺,规划完成后,总督却下令将其改为六十六英尺。但在我向总督极力劝说并使其相信宽阔的街道有利于健康,且对未来的维多利亚市而言更为便利后,他同意了我的方案。因此,我不再反对三十三英尺宽的窄巷规划。 ——罗伯特·霍德尔,1837年虽然我通常会使用米作为单位,并且实际上在卫星地图上也是以米为单位进行测量的,但或许更准确的说法是(例如)波特兰的网格为4链(因此每英里20链),而不是直接写出我得到的各种测量结果。尤其是因为可能存在1链宽的道路和3链的临街面:3链等于198英尺,这可能比他们网站上所说的200英尺更准确。 † 当然,作为一种古老的英制单位,链的长度因地区而异。如今你可能会认为它是12573/625米,但实际上在美国是79200/3937米,在英国则是4400000/218723米。想深入了解这百万分之二的细微差别吗?附录D:异构道路

bindulanija在评论中询问了混合使用小型道路和中型道路的问题。 结果发现,无论是每个方向选择一种尺寸(例如横向使用小型道路,纵向使用中型道路),还是在两个方向交替使用道路(比如叠加两个尺寸为两倍、相互偏移的网格),都没有影响,因为((-2)*(-4)-(-10)*(-12)) = ((-3)*(-3)-(-11)*(-11)) = 16(-7)。 因此,当混合使用2u和4u道路时,14u的网格是最优的,密度为4/7≈57%。 个人建议采用交替道路策略,以避免在任一方向上偏向交通容量。
2026-02-18 22:00:47 发布在
Cities: Skylines
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