本文選題：計算社會學 + 人類行為動力學�。� 參考：《天津大學》2016年博士論文

【摘要】：突發(fā)事件下人類應急心理與行為特性是應急管理基礎研究關注的重要科學問題,而基于電子足跡數(shù)據(jù)分析人類行為時空動態(tài)特性是新興的計算社會科學的研究熱點之一,為該問題的定量研究提供了新的方法。關注于人類行為的非泊松動力學特性,近幾年國內(nèi)外一些研究機構(gòu)的學者們在國際高水平學術(shù)期刊上發(fā)表了一系列關于人類通信行為時空統(tǒng)計特性的實證分析結(jié)果,并構(gòu)建了相關的動力學模型解釋其內(nèi)在的驅(qū)動機制。同時,部分研究人員也開始關注突發(fā)事件對人類行為的影響,發(fā)現(xiàn)了通信量激增、移動可預測性升高、社交網(wǎng)絡連通性增強等現(xiàn)象,為進一步研究突發(fā)事件影響下的人類行為模式及其動力學特性提供了參考。本文利用人類報警記錄及常規(guī)通信數(shù)據(jù)集,發(fā)現(xiàn)了報警行為有別于常規(guī)通信行為的時空統(tǒng)計特征,分析了報警行為的動力學生成機制并構(gòu)建了基于Agent的生成模型進行仿真驗證,繼而定義報警行為涌現(xiàn)出的宏觀層面的城市區(qū)域安全風險特征,驗證了模型的宏觀特征再現(xiàn)能力。主要工作及創(chuàng)新點如下:(1)統(tǒng)計分析:通過對報警行為時空統(tǒng)計特性的分析發(fā)現(xiàn)報警行為并非完全隨機,在時間模式上,發(fā)現(xiàn)報警行為序列的間隔時間概率分布呈現(xiàn)出冪律加近似指數(shù)尾的統(tǒng)計特性,其陣發(fā)性及記憶性相比大部分常規(guī)通信行為要高;在空間模式上,發(fā)現(xiàn)空間序列的轉(zhuǎn)換具有一定的隨機性,其單步位移和回轉(zhuǎn)半徑的分布可以由高斯分布擬合,但在群體層面下報警位置相對于家和工作地點呈現(xiàn)出較強的雙中心聚集特征,雖然在兩個中心的占比均衡,但轉(zhuǎn)換過程中具有一定的記憶效應。(2)模型構(gòu)建:基于報警行為統(tǒng)計特性的研究結(jié)果,對比分析了相關的動力學生成機制,在時間和空間兩個側(cè)面分別提出了事件驅(qū)動記憶響應(EDMR,Event Driven Memory Response)模型和雙中心記憶性隨機游走(DCMRW,Double Center Memory-effect Random Walk)模型,給出了報警行為時空序列的生成算法,仿真實驗表明模型可以較好的重現(xiàn)報警行為的時空統(tǒng)計特性,驗證了生成機制的有效性,并基于KL散度分析了模型中相關參數(shù)對仿真數(shù)據(jù)統(tǒng)計特性的影響。(3)領域應用:構(gòu)建基于報警行為的多空間分辨率城市區(qū)域關聯(lián)網(wǎng)絡,定義了基于報警行為涌現(xiàn)出的宏觀層面的城市區(qū)域安全風險特征,包括城市區(qū)域安全風險指數(shù)、熱點區(qū)域、風險來源及其多樣性等,在驗證生成模型再現(xiàn)宏觀特征有效性的基礎上分析了中國某大都市區(qū)域安全風險態(tài)勢及其多樣性、關聯(lián)性等特征,為優(yōu)化資源部署等應急管理領域的應用提供參考。
[Abstract]:The characteristics of human emergency psychology and behavior is an important scientific issue in the basic research of emergency management, and it is one of the new research hotspots in computational social science to analyze the space-time dynamic characteristics of human behavior based on the electronic footprint data. It provides a new method for quantitative study of this problem. In recent years, scholars from some research institutions at home and abroad have published a series of empirical results on the space-time statistical characteristics of human communication behavior in international high-level academic journals. The related dynamic model is constructed to explain its internal driving mechanism. At the same time, some researchers have begun to pay attention to the impact of unexpected events on human behavior, and found that traffic surge, mobile predictability increased, social network connectivity increased, and so on. It provides a reference for the further study of the human behavior model and its dynamic characteristics under the influence of unexpected events. In this paper, using human alarm records and conventional communication data sets, the spatio-temporal statistical characteristics of alarm behavior different from conventional communication behavior are found, and the dynamic generation mechanism of alarm behavior is analyzed, and the generating model based on Agent is constructed for simulation verification. Then, the macro-level risk characteristics of urban regional security emerged from alarm behavior are defined, which verifies the model's ability to reproduce macro-features. The main work and innovations are as follows: statistical analysis: through the analysis of the space-time statistical characteristics of alarm behavior, it is found that alarm behavior is not completely random, and in time mode, It is found that the interval probability distribution of alarm behavior sequence shows the statistical characteristics of power law plus approximate exponential tail, and its paroxysmal and memory behavior is higher than that of most conventional communication behaviors. It is found that the spatial sequence transformation is random, and the distribution of the single step displacement and the radius of rotation can be fitted by the Gao Si distribution, but the alarm position at the group level shows a strong bicentric clustering characteristic relative to the home and the work place, and the distribution of the single step displacement and the radius of rotation can be fitted by the distribution of the single step displacement and the radius of rotation. Although the ratio of the two centers is balanced, there is a memory effect in the conversion process. Based on the research results of the statistical characteristics of alarm behavior, the dynamic generation mechanism is compared and analyzed. In this paper, the event driven memory response (EDMRN) model and the dual center memory random walk model (DCMRW / double Center memory effect Walk) are proposed in both temporal and spatial aspects, respectively, and the algorithm for generating temporal and spatial sequences of alarm behavior is presented. The simulation results show that the model can reproduce the statistical characteristics of alarm behavior in time and space, and the validity of the generation mechanism is verified. Based on the KL divergence, the paper analyzes the influence of the related parameters on the statistical characteristics of the simulation data. The application of the model is as follows: the multi-spatial resolution urban area network based on alarm behavior is constructed. This paper defines the characteristics of urban regional security risk based on the emergence of alarm behavior, including urban regional security risk index, hot spots, risk sources and their diversity, etc. Based on the validation of the validity of the generated model to reproduce the macro features, this paper analyzes the characteristics of the regional security risk situation and its diversity and relevance in a metropolis in China, which provides a reference for the application of emergency management such as optimizing the deployment of resources.
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：D63;TP391.9

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本文編號：2004521