基于移动通信与在线社会媒体数据的大规模突发事件下人类行为动力学研究

Large-scale emergencies, such as nature disasters, social security and public health, have become one of the most challenging social problems in China. Due to the limitation of data sources, it is not well understood for the behaviors of affected people. With facilitated data access developed by previous research, this project aims to investigate human dynamics under conditions of large-scale emergencies, by integrating mobile communication and online social media data sources. We focus on the analysis of geo-location based human traveling behavior, as well as the structure and dynamics of communication networks and online social networks. Based on this, on the one hand, we introduce signal monitoring models from disciplines of information and control theory, to detect abnomities of human traveling behavior and network activities. On the other hand, we build models for the prediction of human behaviors under study. Lastly, we evaluate model results from one data source by veryfying it with the other datasource, and we analyze the correlation between mobile phone data based models and online social media data based models. This project is expected to contribute critical theory and methodology for emergency management in China, and it has the potential to promote the application of Big Data in large-scale emergency management, such as in disaster mitigation and relief, and in pubic safty accident management.

自然灾害、社会安全、公共卫生等大规模突发事件已经成为当前中国的主要社会问题之一。然而，由于数据的局限性，我们对于大规模突发事件下受影响人群的行为模式缺乏全面的了解和科学的认识。本项目旨在依托申请者以往的研究基础和数据渠道，通过结合手机数据和在线社会媒体数据，对大规模突发事件情况下的群体行为动力学进行深入分析，重点研究基于地理位置信息的移动行为模式和基于相互交流信息的通信网络与在线社会网络的结构和演化特征；在此基础上，一方面，将信息学、控制学等领域的信号监测模型引入项目中，对人群移动和网络活动的异常行为进行监测，另一方面，建立人群移动和交流行为的预测模型；最后，综合两种数据源，对得到的模型进行相互验证，并分析手机数据模型与在线社会媒体数据模型的相关性。本项目有望为我国应急管理理论与方法增添丰富的一笔，并促进大数据在我国减灾救灾、处置突发公共安全事故等大规模突发事件中的应用。

自然灾害、社会安全、公共卫生等大规模突发事件已经成为当前中国的主要社会问.题之一。然而，由于数据的局限性，我们对于大规模突发事件下受影响人群的行为模式缺乏全面的了解和科学的认识。本项目旨在依托申请者以往的研究基础和数据渠道，通过结合手机数据和在线社会媒体数据，对大规模突发事件情况下的群体行为动力学进行深入分析，重点研究基于地理位置信息的移动行为模式和基于相互交流信息的通信网络与在线社会网络的结构和演化特征。自获得青年自然科学基金“基于移动通信与在线社会媒体数据的大规模突发事件下人类行为动力学研究”（no. 71301165）以来，我们课题组从2013年下半年开始组织和实施相关研究工作，通过继承和延续课题申请人前期在国际合作中积淀的数据基础，围绕移动通信数据、在线网络数据，在自然灾害等突发事件下，对人类动力学行为开展了细致深入的工作，三年以来，已取得重要相关成果SCI研究论文19篇，其中以本基金为第一标注的SCI论文13篇。主要成果包括实现了大规模移动数据与网络数据采集、爬取、管理和分析；基于移动大数据进行大规模人群移动网络建模和传染病分析；衡量和评价重大传染病传播风险；基于移动与网络数据的异常监测；大规模突发事件下的在线网络数据个体活动-网络结构-社区演化-内容分析的研究框架。结合国内外重大突发灾害事件，课题组将研究成果应用到孟加拉台风Mahasen、西非埃博拉传播风险评价、海地霍乱防控、我国登革热传播机制、以及日本大地震和海啸后在线人群行为特征分析、尼泊尔地震与洪水灾害应急救援等案例中，得到了国内外学术机构、新闻媒体、公共组织的高度评价和报道。相关重要研究成果发表期刊包括《NATURE》（交叉学科一区，影响因子41）、《PHYSICS REPORTS》（物理学科一区，影响因子为25）、《GLOBAL ENVIRONMENTAL CHANGE》（环境学科一区，影响因子为7.8）、《SCIENTIFIC REPORTS》（交叉学科二区，影响因子为5.6）、《CLIMATIC CHANGE》（环境学科二区，影响因子为4.6）等多篇顶级和高水平期刊。