Symmetry breaking in optimal transport networks
Notice bibliographique
Résumé
Despite its importance for practical applications, not much is known about the optimal shape of a network that connects in an efficient way a set of points. This problem can be formulated in terms of a multiplex network with a fast layer embedded in a slow one. To connect a pair of points, one can then use either the fast or slow layer, or both, with a switching cost when going from one layer to the other. We consider here distributions of points in spaces of arbitrary dimension d and search for the fast-layer network of given size that minimizes the average time to reach a central node. We discuss the d = 1 case analytically and the d > 1 case numerically, and show the existence of transitions when we vary the network size, the switching cost and/or the relative speed of the two layers. Surprisingly, there is a transition characterized by a symmetry breaking indicating that it is sometimes better to avoid serving a whole area in order to save on switching costs, at the expense of using more the slow layer. Our findings underscore the importance of considering switching costs while studying optimal network structures, as small variations of the cost can lead to strikingly dissimilar results. Finally, we discuss real-world subways and their efficiency for the cities of Atlanta, Boston, and Toronto. We find that real subways are farther away from the optimal shapes as traffic congestion increases.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».