论文记录-The universal visitation law of human mobility

综述

1. 阅读本文的原因：之前毕业论文提到了这个人群移动性的问题，因此现在详细看一下
2. 本文研究目的：探索人类移动性的空间和时间特征,建立一个可以同时描述人类移动的距离和频率分布的框架。
3. 本文与我研究的相关性：之前的研究中用到了，考虑是否能迁移到区块链的场景中。
4. 本文的潜在假设：个体对特定地点的吸引力主要取决于对该地点特征的共同兴趣,因此不同起点地对一个地点的吸引力应该是相近的。
5. 本文研究方法：利用全球不同地区的大规模手机定位数据集,统计每个地点的访问者所处位置的距离分布和访问频率分布。
6. 本文研究结论：
   1. 访问者数量与其行程距离和访问频率的乘积的平方呈反比,这个规律在不同地区高度一致。不同吸引力地点的有效旅行距离是一致的。
   2. 发现了一个简单但强大的关于人类移动的访问定律,它只依赖距离和频率的乘积,而与具体的距离或频率无关。这个定律支持了中心地理论等地理假说,并可用于预测城市间的流动。
7. 是否进一步阅读：是

摘要

1. 此前的模型（重力定律、辐射模型等）专注于流动性的纯粹空间依赖性，并且没有捕获重复访问同一地点的不同频率。
2. 本文：基于来自全球不同城市的大规模流动数据来捕获人口流动的时间和空间范围
3. 结论：
   1. 任何地点的游客数量都会随着访问频率与旅行距离乘积的平方反比而减少
   2. 流向不同位置的时空流会产生突出的空间集群，其面积分布遵循齐普夫定律
   3. 建立了一个基于探索和优先回报的个体流动模型，为发现的尺度规律和新兴的空间结构提供机械解释

Distance–frequency scaling of spectral population flows

这部分分析人口流动性的空间和时间元素，把整个区域划分成小格子，将夜间停留的地方定义为家home，接下来对访问过每个小格子的用户进行分组，分组依据是小格子到用户家的距离r以及用户的访问频率f，最后对每个区域的访客数量根据该区域的面积进行了标准化处理，所得的结果被称为“频谱流”。本文证明了频谱流并不分别依赖于r和f，但是与rf相关。

Spatial distribution of the attractiveness

这部分的结论是符合Zipf定律。具体内容没看懂。

Microscopic model of spectral population flows

这部分是要建立人口流动模型。

从前文可以得出以下两条规律：

1. 流向地点的时空人口流动遵循高度可重复的标度律
2. 尽管这些流动的规模在不同地点之间差异很大，但它们表现出系统的空间聚集

首先从EPR模型开始。在每个时间步，个体（智能体）以一定的概率选择探索一个新的、以前未访问过的位置，或者以互补的概率返回到以前访问过的位置之一（优先选择那些智能体访问频率更高的位置）。EPR模型在访问各位置的距离-频率缩放上表现与实际相符，但是由于智能体彼此独立地选择位置，EPR 模型无法重现位置吸引力及其系统空间聚类的异质性。事实上，个体的轨迹并不是独立的，而是通过共同的吸引力点在空间上耦合的：人们倾向于去其他人经常光顾的热门地点（例如购物区）。

针对该问题，本文将智能体的运动耦合到模型中，以便在探索新位置时，它们会优先被吸引到频繁出现的区域，该模型被称为优先勘探和优先回报（PEPR）模型，模拟表示一切都与实际相符。

Prediction of origin–destination flows

这部分内容是讲：可以根据人口密度来估计距离-频率缩放尺度，由此直接计算来自任何出发地的出行次数或唯一访客数量。

Discuss

核心结论：任何地点的游客数量都与旅行距离和访问频率的平方成反比。

该研究证实了中心地理论CPT的一些关键思想，例如，我们的结果支持位置嵌套层次结构的存在，其中具有专门功能的高阶中心（例如购物中心和博物馆），它们有着较低的访问频率，也具有非专门功能的低阶中心（例如杂货店和餐馆），它们有着更高的访问频率。因此，更专业的功能不仅意味着较低的访问频率，而且还意味着更大的服务半径（即人们走得更远）。我们的数据再次支持了这一点，表明每次访问的平均旅行距离与访问频率成反比。

本文还计算了空间经济中使用的费马-托里切利-韦伯度量。该指标确定每个吸引位置在将该位置移动到另一个地理位置时所有访问者行进的有效距离的潜在减少量。最终发现：对于大多数地点来说，不可能明显减少游客的有效出行距离，这表明目前地点的空间配置在交通效率方面已接近最佳。虽然博弈论表明，人类集体行为往往是非理性的，并且与社会期望的结果相去甚远，但这一结果表明，当涉及出行努力时，人类能够实现最佳的群体层面行为。

后续可参考

1. Preferential attachment in the interaction between dynamically generated interdependent networks
2. Understanding the interplay between social and spatial networks in human mobility
3. Modeling the structure and dynamics of discussion cascades
4. The architecture and dynamics of multilayer networks