随着经济的增长,中国社会城镇化的进程逐渐加快,但是中国城镇化的发展却并不均衡,特大城市的"虹吸效应"与中小城市的"空心化"趋势并存。在这种不均衡的城市演化发展进程中,以北京、上海、广州等为代表的中国特大型城市演化和发展的速度明显要高于其他的中小型城市,这导致了特大型城市的人口增长过快和城市治理难度的急剧增大。在此情境下,中国的特大型城市面临着巨大的空间和资源约束瓶颈和治理方式的挑战,迫切需要找到有针对性的解决方案来缓解以空气污染、交通拥塞、过度拥挤为标志的特大城市演化发展问题。城市的演化具有典型的开放性、远离平衡态、非线性和涨落等复杂系统特征。但是当前大部分基于复杂系统视角的城市演化研究基本都集中在对城市演化的进程和规模的预测,而缺乏针对城市演化的自组织临界状态、以及达到自组织临界之后可能出现的极端情况进行分析和预警。自组织临界(Self-organized criticality,SOC)是Bak等人在研究"沙堆"模型的时候提出的一种复杂系统演化模型,即复杂系统具有向自组织临界状态演化的内在驱动,当到达自组织临界之后,系统崩塌的规模与频次呈现幂律分布,这个模型可以部分用来解释典型的复杂系统自组织演化机制。此外,与传统的混沌理论相比,自组织临界模型更像是一个吸引域,即不论系统演化的初始条件如何,复杂系统的自组织过程最终会到达自组织临界,此时,哪怕是一个很小的系统扰动,也可能造成大规模的系统坍塌和"雪崩"效应。