人类行为动力学研究综述
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本 文将 对人类 动力 学研 究 的一 些最新 成果进 行总 结归纳 。
１ 人 类 动 力 学 研 究 中 涉 及 到 的 分 布规 律
长久 以来 ， 由于缺乏 现代化 的统计 工具 和方法 ， 出于对 问题 的简化 ， 们认 为人类行 为 的发 生是均匀 的 ， 人 长 时间 的静默 和短 时间 的爆 发都 可被 忽略 。也 就是说 人类 行 为可 由泊松 过 程刻 画 ， 即行 为发 生 的时 间 间隔 服从 负指数 分 布 ， 事件 发生 的数量 服从 泊松分 布 。 随着数 据存储 能力 、 据挖掘算 法 和分析处 理技术 的长足 发展和 广泛应用 ， 数 人们得 以从海 量数据 中挖掘
研 究热 点 。
过去， 当通 信运 营商需 要估 计移动通 信 中 占线 的电话数 量并优化 资源 配置 、 通部 门想 要模拟 交通流量 交 的模 式或 事故 发生频 率 、 以及 网络和街 区零售业 意欲 改进仓储 和服务 设置 时 ， 人们 往往用齐 次泊松过程来 描
述这 些 问题 。而 ２ ０ ０ ５年 Ｂ ｒｂ ｓ 发表在 《 ｔｒ） 的一 篇文 章 却 显示 人类 行 为 的时 间规律 具有 高度 的 ａａ ａ ｉ Ｎａｕｅ 上 ） 非均 匀性 ： 在非 常长 的时 间内可能 了无一 事 ， 而这 些长长 的空 白与空 白之间则被 阵发 的密集活 动所填充 。 Ｂ ｒｂ ｓ 等人 的工作 开创 了“ ａａ ａｉ 人类 动力学 ” 的新 研究 方 向。尽 管 这个 方 向 问世 时间很 短 ， 但是 由于其 理
摘 要 ： 绍 了人 类 动 力 学 研 究 中 的 基 本 概 念 并 对 近 年 来 的 主 要 实 证 结 果 和 理 论 模 介
型进 行 归纳 ， 总结 了人 类在 通信 、 问 网络 、 作 和 自身生 理特 征 ４个 方 面表 现 出 访 工 的时 间标度 特征 和在 迁 移 活动 中表现 出的 空 间标 度 特征 ， 发现 人 类 行 为 中的 一 些
析 ， 出 了 多 种 模 型 来 解 释 这 种 非 泊 松 统 计 特 征 出现 的 原 因 。 提
人类 动力学 研究 在 国际上呈 现蓬勃 发展 之势 ， 国内学 者 同样 给 予 了足够 的重 视 ， 取得 了 丰硕 的成 果 ， 包
括 网页浏览 ［ 。、 ８ 。书信 通信 ［ １ 等个体 行为 的实证分 析和 理论建 模 。近来 又对 图书 借 阅口 ” 、 流运 输［－］ ］物 １１ 、 ８９ 订单 采购［ 网络评 论［ ２ 、 ２ 和博客 发布 。等群体或 组织行 为进行 了实证 和理论 研究［ 。 ２
中 图 分 类 号 ： ４ Ｎ９ Ｎ９ ； ３ 文 献标识 码 ： Ａ
Ａ ｅｉ ｏ ｅｅｒｈｏ ｍａ ａ ｃ Ｒ ｖｅ ｆＲ ｓａｃ ｎＨｕ ｎ ｌ ｍｉ ｗ ￣ ｓ
Ｆ ＡＮ ａ ， Ｃｈ ｏ ＧＵＯ ｉ—ｉ ， ＡＮ ａ ～ ｕ ， ＡＮＧ ｎ ～ ｏ ｇ 。 Ｊｎ ｌ Ｈ ｈ Ｘｉｏ ｐ 。 Ｗ Ｂｉｇ ｈ ｎ ＇
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论 和应 用上 的双重 价值 ， 很快就 吸 引了数学 、 系统科 学 、 统计 力学 和非线性 科学等 领域科学 家 的大 量关注 ， 对
现 实生 活 、 作 中人类 活动的大 量定量 研究成 果 不断 面世 ， 商业 交 易ｒ 、 工 如 ５ 网页 浏览 。、 ］ 。 。电影 点播［］ 在 线 ｊ、 】
普 遍规 律 ， 并概 述 了产 生重尾 的动 力学机 制 ， 包括 基 于优 先权 决 策 的排 队 系统 、 兴
趣 行 为 以及 非 齐 次泊松 过程 等 等 ， 最后 对 未 来的研 究 工作提 出一些展 望 。
关 键 词 ： 类动 力 学 ； 人 时空标 度规 律 ； 间 间隔分布 ； 时 重尾 ； 幂律
人 类 行 为 动 力Hale Waihona Puke Baidu 研 究 综述
樊 超 ｈ 郭进 利 ｈ， 筱 璞。 汪 秉 宏 ， 韩 ，
（ ． 海 理 工 大 学 ａ 管 理 学 院 ；ｂ 复 杂 系 统 科 学 中 心 ， 海 ２ ０ ９ ； １上 ． ． 上 ０ ０ ３ ２ 山西 农 业 大 学 文 理 学 院 数 学 系 ， ． 山西 太 谷 ０ ０ ０ ； ３ ８ １ ３ 中 国 科 学 技 术 大 学 近代 物理 系 理 论 物 理 研 究 所 及 非 线 性 科 学 中心 ， 肥 ２ ０ ２ ） ． 合 ３ ０ ６
游戏 ］手 机短信 、 ２、 邮件通信口 等 ， 得到 了人 类行 为发生 的问隔 时间服从 幂律 分 布的结 论 ， 幂指 数大 均 且
多分 布在 ｌ ３之 间 。 至
随 着 时 间 的 推 进 ， 类 动 力 学 研 究 不 断 向着 多 元 化 方 向 发 展 。 各 个 领 域 学 者 关 注 的 方 向 不 再 仅 仅 局 限 人
复 杂 系 统 与 复 杂 性 科 学
２ １ 年 ６月 ０１
得到 了大量 的定性 研究成 果口 ］ 。由于人 是一个存 在 的系统 ， 而这 个 系统 又可 以继续划分 为人 的个体性和社 会 性两 个子 系统 ， 以人类 行为 的发生 不仅 与个体 因素 相关 联 ， 受 多种 外界 因 素影 响＿ 。而 “ 个世 界是 所 还 ３ ］ 整 相 互联 系 的” 正是 系统理论 的一 个核心 观点 ， 因此利 用系统理 论和 复杂性科 学解释 人类行 为成 了一个新 兴的
在人类 行为 的时 间规律 上 ， 是扩展 到 了空问规 律 ， 而 特别 是人 类 的迁移 规律 上 ； 研究 的 角度也 从 个体 行为 层 面扩展 到 了宏观 的组织行 为层 面和微 观 的生理现象 层 面 ， 加关 注人 作为 一个 复杂 系统 其 内部 各个要 素 之 更 间的联 系 以及 系统 与外部 环境 的相互 作用 和影 响 。更 重 要 的是 ， 实证 研究 的基 础 上进 行 了大量 的理 论分 在
Ｃｏｍ ｐｌｘ Ｓｙ ｔｍ ｉｎｃ ｅ ｓ ｅ Ｓｃｅ ｅ， Ｕ ｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｆ Ｓｈ ｎｇｈ ｉｆ ｉ ｎ ｅ ａ ｅ ｈｎ ｏｇ ａ ｏｒ Ｓｃｅ ｃ ｎｄ Ｔ ｃ ｏｌ ｙ，Ｓｈａ ｇｈａ ００ ３， ｎ ｉ２ ０９ Ｃｈｉ ｎａ； ２． ｌｅ ｆＡ ｒ ｓ ａ ｄ Ｓｃｅ ｅ Ｃｏ ｌｇｅ ｏ ｔ ｎ ｉｎｃ ｓ，Ｓｈ ｎｘｉＡｇｒｃ ｔ ａ ｎｉｅｒ ｉｙ，Ｔａｇｕ ０ ８０１， ａ ｉｕｌｕｒ ｌＵ ｖ ｓｔ ｉ ３０ Ｃｈｉ ｎａ；
第 ８卷 第 ２ 期
２ １ 年 ６ 月 ０１
复 杂 系 统 与 复 杂 性 科 学
ＣＯＭＰＬＥＸ ＹＳ Ｓ ＴＥＭ Ｓ ＡＮＤ ＯＭ Ｐ Ｃ ＬＥＸＩ ＴＹ ＣＩ Ｓ ＥＮＣ Ｅ
Ｖｏ． Ｏ １ ８ Ｎ ．２
Ｊ ｎ ２ １ ｕ． ０１
文 章 编 号 ： ６ ２—３ １ ２ １ ） ２—０ ０ １７ ８ ３（ ０ １ ０ ０ １—１ ７
３ Ｄｅ ａ ｔ ｅ ｔｏ ｏ ｅ ｎ Ｐｈ ｓｃ ，Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｉ ａ ． ｐ ｒｍ ｎ ｆＭ ｄ ｒ ｙ ｉｓ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆＣｈ ｎ ，Ｈｅ ｅ ３ ０ ６ Ｃｈ ｎ ） ｙ ｆ ｉ２ ０ ２ ， ｉ ａ
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０ 引 言
人 类行 为是 一种 纷繁 复杂 的现 象 ， 能够 全 面深刻 地 认识 自身 行为 特征 一直是 人 们不懈 努力 的一 个方 向 。 长久 以来 ， 对人 类行 为 的研究 吸 引了包 括心 理学 、 会 学 、 会 心 理学 、 类 学 在 内 的众 多学 科 的共 同关 注 ， 社 社 人
收稿 日期 ： ０ ０— ７—２ ２１ ０ ７
基 金项 目 ： 家 自然 科 学 基 金 项 目（ ０ ７ ０ ２ ９ ０ ４ ２ ，０ ７ １ ６ １ ６ ５ ４ ） 上 海 市 重 点 学科 建设 项 目（ ３ ５ ４ 国 ７ ８ １ ８ ，１ ２ ０ ６ １ ９ ５ ２ ，０ ３ ００ ； ￥ ００ ） 作 者简 介 ： 超 （９ ４一 ， ， 樊 １ ８ ） 男 山西 太 谷人 ， 教 ， 士 ， 助 硕 主要 研 究 方 向 为复 杂 网络 与 人 类 动 力 学 的实 证 和 建 模 。
ｓ ｍ ｅ ｄ ａ ｉ ａ ｅ ｈ ｎｉｍ ｓ ｈ ｃ ｎｅ ａ ｅ ｈ ｈｅ ｖ － ａ ｌｄ ｆ ａ ｕｒ ｏ ｙｎ ｍ ｃ ｌ ｍ ｃ ａ ｓ ｗ ｉ ｈ ｇｅ ｒ ｔ ｔ ｅ ａ ｙ ｔ ｉｅ ｅ ｔ ｅ， ｉ ｌ ｄ ｎｇ ｑ ｕ ｎｇ ｈ ｏ ｙ ｎｃ ｕ ｉ ｕｅ ｉ ｔ ｅ ｒ
１ 人 类 动 力 学 研 究 中 涉 及 到 的 分 布规 律
长久 以来 ， 由于缺乏 现代化 的统计 工具 和方法 ， 出于对 问题 的简化 ， 们认 为人类行 为 的发 生是均匀 的 ， 人 长 时间 的静默 和短 时间 的爆 发都 可被 忽略 。也 就是说 人类 行 为可 由泊松 过 程刻 画 ， 即行 为发 生 的时 间 间隔 服从 负指数 分 布 ， 事件 发生 的数量 服从 泊松分 布 。 随着数 据存储 能力 、 据挖掘算 法 和分析处 理技术 的长足 发展和 广泛应用 ， 数 人们得 以从海 量数据 中挖掘
研 究热 点 。
过去， 当通 信运 营商需 要估 计移动通 信 中 占线 的电话数 量并优化 资源 配置 、 通部 门想 要模拟 交通流量 交 的模 式或 事故 发生频 率 、 以及 网络和街 区零售业 意欲 改进仓储 和服务 设置 时 ， 人们 往往用齐 次泊松过程来 描
述这 些 问题 。而 ２ ０ ０ ５年 Ｂ ｒｂ ｓ 发表在 《 ｔｒ） 的一 篇文 章 却 显示 人类 行 为 的时 间规律 具有 高度 的 ａａ ａ ｉ Ｎａｕｅ 上 ） 非均 匀性 ： 在非 常长 的时 间内可能 了无一 事 ， 而这 些长长 的空 白与空 白之间则被 阵发 的密集活 动所填充 。 Ｂ ｒｂ ｓ 等人 的工作 开创 了“ ａａ ａｉ 人类 动力学 ” 的新 研究 方 向。尽 管 这个 方 向 问世 时间很 短 ， 但是 由于其 理
摘 要 ： 绍 了人 类 动 力 学 研 究 中 的 基 本 概 念 并 对 近 年 来 的 主 要 实 证 结 果 和 理 论 模 介
型进 行 归纳 ， 总结 了人 类在 通信 、 问 网络 、 作 和 自身生 理特 征 ４个 方 面表 现 出 访 工 的时 间标度 特征 和在 迁 移 活动 中表现 出的 空 间标 度 特征 ， 发现 人 类 行 为 中的 一 些
析 ， 出 了 多 种 模 型 来 解 释 这 种 非 泊 松 统 计 特 征 出现 的 原 因 。 提
人类 动力学 研究 在 国际上呈 现蓬勃 发展 之势 ， 国内学 者 同样 给 予 了足够 的重 视 ， 取得 了 丰硕 的成 果 ， 包
括 网页浏览 ［ 。、 ８ 。书信 通信 ［ １ 等个体 行为 的实证分 析和 理论建 模 。近来 又对 图书 借 阅口 ” 、 流运 输［－］ ］物 １１ 、 ８９ 订单 采购［ 网络评 论［ ２ 、 ２ 和博客 发布 。等群体或 组织行 为进行 了实证 和理论 研究［ 。 ２
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樊 超 ｈ 郭进 利 ｈ， 筱 璞。 汪 秉 宏 ， 韩 ，
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在人类 行为 的时 间规律 上 ， 是扩展 到 了空问规 律 ， 而 特别 是人 类 的迁移 规律 上 ； 研究 的 角度也 从 个体 行为 层 面扩展 到 了宏观 的组织行 为层 面和微 观 的生理现象 层 面 ， 加关 注人 作为 一个 复杂 系统 其 内部 各个要 素 之 更 间的联 系 以及 系统 与外部 环境 的相互 作用 和影 响 。更 重 要 的是 ， 实证 研究 的基 础 上进 行 了大量 的理 论分 在
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第 ８卷 第 ２ 期
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复 杂 系 统 与 复 杂 性 科 学
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文 章 编 号 ： ６ ２—３ １ ２ １ ） ２—０ ０ １７ ８ ３（ ０ １ ０ ０ １—１ ７
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０ 引 言
人 类行 为是 一种 纷繁 复杂 的现 象 ， 能够 全 面深刻 地 认识 自身 行为 特征 一直是 人 们不懈 努力 的一 个方 向 。 长久 以来 ， 对人 类行 为 的研究 吸 引了包 括心 理学 、 会 学 、 会 心 理学 、 类 学 在 内 的众 多学 科 的共 同关 注 ， 社 社 人
收稿 日期 ： ０ ０— ７—２ ２１ ０ ７
基 金项 目 ： 家 自然 科 学 基 金 项 目（ ０ ７ ０ ２ ９ ０ ４ ２ ，０ ７ １ ６ １ ６ ５ ４ ） 上 海 市 重 点 学科 建设 项 目（ ３ ５ ４ 国 ７ ８ １ ８ ，１ ２ ０ ６ １ ９ ５ ２ ，０ ３ ００ ； ￥ ００ ） 作 者简 介 ： 超 （９ ４一 ， ， 樊 １ ８ ） 男 山西 太 谷人 ， 教 ， 士 ， 助 硕 主要 研 究 方 向 为复 杂 网络 与 人 类 动 力 学 的实 证 和 建 模 。
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