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人类移动网络在宏观、子结构与微观尺度呈现不同的韧性特征

物理与社会 2024-05-02 v1

摘要

人类移动网络可揭示韧性现象,如人口对危机的响应、影响及恢复。然而,大多数人类移动网络韧性刻画主要关注宏观网络属性;对于所测韧性特征(即影响程度与恢复时长)在宏观、子结构(模体)与微观移动尺度间的差异知之甚少。为弥补此不足,本研究考察了受2021年艾达飓风影响的美国路易斯安那州八个堂区的人类移动网络。我们利用基于位置的数据构建人类移动网络,并考察三类指标:(1)宏观指标,如网络密度、巨连通分量大小与模块度;(2)子结构指标,如模体分布;(3)微观移动指标,如回转半径与平均出行距离。为确定影响程度与恢复时长,对每项指标我们建立基线值,并考察艾达飓风所致扰动期间指标的波动。结果揭示了不同尺度下不同指标集所得影响程度与恢复时长的差异。宏观指标(如巨连通分量)往往比较子结构与微观指标恢复更快。事实上,微观指标往往比其他尺度的指标恢复更慢。这些发现表明人类移动网络中的韧性特征具有尺度依赖性,因此特定尺度的单一指标可能无法代表整个网络中的扰动影响与恢复时长。这些结果凸显了需要使用不同尺度的指标来恰当刻画人类移动网络中的韧性。

关键词

引用

@article{arxiv.2207.10304,
  title  = {Human Mobility Networks Manifest Dissimilar Resilience Characteristics at Macroscopic, Substructure, and Microscopic Scales},
  author = {Chia-Wei Hsu and Matthew Alexander Ho and Ali Mostafavi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.10304},
  year   = {2024}
}

备注

15 pages, 13 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2204.09915