利用夜光和空气数据测算COVID-19对中国人口活动的影响 | 网络科学论文速递16篇

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核心速递

• 利用夜间灯光和空气质量数据的COVID-19对中国人类活动和环境影响的时空分布模式;
  

• 智能手机时代的城市限制和城市标度律;
  

• COVID-19流行病的贝叶斯模型：日本案例;
  

• 社交距离的支持和新兴技术：全面综述;
• 店内流行病行为：规模发展和验证;
• 演化网络中的出生-爆发;
• 大规模的工业和专业职业数据集;
• 巴西和印度大选期间在WhatsApp上共享的事实检查图像数据集;
• 高中生网络科学暑期课程;
• 一个根据经验数据创建电池-电动汽车时间序列的开放工具：emobpy;
• 将停车和电价联系起来，以释放葡萄牙建筑中电动汽车的潜力;
• 通过路由优化提取网络;
• 对哥伦比亚帕拉莫的价值的正式批评;
• 城市等级分布中的空间依赖性;
• 将先验知识整合到混合社会网络聚类中;
• 伪分形单形和胞复形渗流的重整化群论;

利用夜间灯光和空气质量

数据的COVID-19对中国人类

活动和环境影响的时空分布模式

原文标题：

Spatiotemporal Patterns of COVID-19 Impact on Human Activities and Environment in China Using Nighttime Light and Air Quality Data

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02808

作者：

Qian Liu, Dexuan Sha, Wei Liu, Paul Houser, Luyao Zhang, Ruizhi Hou, Hai Lan, Colin Flynn, Mingyue Lu, Tao Hu, Chaowei Yang

摘要：为了分析COVID-19对人们的生活，活动和自然环境的影响，本文研究了中国大陆大流行之前和期间夜间灯光（NTL）辐射和空气质量指数（AQI）的时空特征。我们的结果表明，隔离期间的每月平均NTL亮度要比以前低得多。本研究将NTL分为三类：居民区，交通和公共设施以及商业中心，NTL辐射范围分别为5-20、20-40和大于40 nW /（cm cm sr）。我们发现，在封城后的大多数省份中，具有NTL检测功能的像素数（NOP）在居民区中有所增加，而在商业中心中则有所减少，而交通和公共设施通常保持不变。更具体地说，我们在武汉检查了这些因素，报告了首例确诊病例，并采取了最早的隔离措施。在锁定开始后，观察和分析与商业中心相关的像素具有较低的NTL辐射值，表明有调整行为，而住宅区像素记录了增加的亮度。该研究还发现，与2020年1月相比，全国平均日均空气质量指数（AQI）呈显著下降趋势，大部分省份在2月和3月都获得了更清洁的空气。越来越多的地区实施封锁和隔离政策，从而影响人们的日常生活和活动。另一方面，随着非必要产业的减少和机动车的使用，中国的空气质量得到了改善。

智能手机时代的

城市限制和城市标度律

原文标题：

City limits in the age of smartphones and urban scaling

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02978

作者：

Boris Sotomayor-Gómez, Horacio Samaniego

摘要：城市规划仍然缺乏适当的标准来定义整个城市系统中的城市边界。从历史上看，这个问题一直由行政标准来决定，行政标准在各个国家和政治体系之间可能会有很大差异，从而阻碍了对城市体系的比较分析。但是，信息和通信技术（ICT）的广泛使用现在允许开发新的定量方法，以揭示社会动态与城市基础设施之间的关系。实际上，基于对整个城市中数以百万计的城市居民留下的痕迹的经验分析，ICT提供了描绘更准确的城市系统描述的潜力。在这项工作中，我们通过分析智利人口超过100,000的大都市中的出行方式和城市居民的轨迹，对大量的手机记录应用计算技术来定义城市边界。我们创建并分析了从各个旅行轨迹推断出的相互联系的地点的网络。然后，我们使用谱中心度方法对每个位置进行排名。这样可以确定每个城市环境具有更高并发性和功能重要性的地方。最后，将城市规模分析用作诊断工具，以区分城市空间和非城市空间。我们方法的地理评估显示出与智利城市群的当前和行政定义高度一致。我们的结果可能被认为是城市边界的功能定义。它们还使用越来越大的非常规数据集，为复杂系统提供了城市规模化和数据驱动方法的实际实施。

COVID-19流行病

的贝叶斯模型：日本案例

原文标题：

Bayesian modeling of COVID-19 epidemic: Japanese case

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02766

作者：

Yoriyuki Yamagata

摘要：我们通过贝叶斯方法估计了日本的每日变化（有效再生数）和COVID-19感染的报告率。该估计揭示了最近的下降趋势。尽管我们的分析是初步的，但这可能表明日本的政策对感染的传播有一定影响。

社交距离的支持和

新兴技术：全面综述

原文标题：

Enabling and Emerging Technologies for Social Distancing: A Comprehensive Survey

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02816

作者：

Cong T. Nguyen, Yuris Mulya Saputra, Nguyen Van Huynh, Ngoc-Tan Nguyen, Tran Viet Khoa, Bui Minh Tuan, Diep N. Nguyen, Dinh Thai Hoang, Thang X. Vu, Eryk Dutkiewicz, Symeon Chatzinotas, Bjorn Ottersten

摘要：社交距离对于防止病毒性疾病（例如COVID-19）的传播至关重要。通过最大程度地减少人与人之间的身体接触，我们可以减少感染病毒并将其传播到社区的机会。本文旨在提供全面的调查，探讨AI如何使新兴技术（例如无线和网络）实现，鼓励甚至实施社会疏离。为此，我们提供了社会隔离的基本背景，包括基本概念，度量，模型并提出了实际方案。然后，我们讨论启用无线技术，这些技术特别有效，可以在实践中广泛采用以保持距离并监视人员。之后，引入了诸如机器学习，计算机视觉，热学，超声等新兴技术。这些技术打开了许多新的解决方案和方向，以解决社交疏远中的问题，例如症状预测，检测和监控被隔离人员以及联系人追踪。最后，我们在实践中实施社会疏离时提出了重要的开放性问题和挑战（例如，隐私保护，网络安全）。

店内流行病行为：

规模发展和验证

原文标题：

In-store epidemic behavior: scale development and validation

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02764

作者：

Andrzej Szymkowiak, Piotr Kulawik, Kishokanth Jeganathan, Paulina Guzik

摘要：传染病的流行已经伴随人类很长时间了，并且取决于规模，造成各种不良的社会和经济后果。在持续的COVID-19大流行期间，许多国家的政府都实施了限制措施以抑制感染的传播。特别建议隔离和限制人际交往。遵守孤立规则可能会限制日常活动（例如购物）中的自由。该研究的目的是开发一种商店内的大流行行为量表。整个过程涉及3个阶段：定性询问，量表纯化和量表验证，这基于3个研究：1个定性（20次深度访谈）2个两个定量（分别为373和584个受访者），并可以确定8个因素。随后，创建了一个理论模型来调查店内感染威胁对已识别变量的影响。所有确定的因素都与店内感染威胁密切相关，这重申了提供揭示大流行真正规模的信息并且不给个人留出空间进行主观概率判断的空间的重要性。制定的量表可以帮助消除虚假信息，评估消费者行为合规性以及对政府施加的官方建议的理解，从而可以进行更有效的教育。

演化网络中的出生-爆发

原文标题：

Birth-Burst in Evolving Networks

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02549

作者：

Dong Chen, Hong Yu

摘要：复杂网络的发展既受增长规则的约束，又受内部属性的约束。多数不断发展的网络模型（例如优先连接）都在强调增长策略，而忽略了各个节点的特征。在这项研究中，我们分析了一个广泛研究的网络：不断发展的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络。我们发现了单个节点的关键贡献，尤其是在它们诞生之初。具体来说，一个节点具有适合性值，即适合其固有重要性的度量。在将具有较大适应性的节点引入网络时，相应地确定相应的高出生度，从而导致网络中的连接性突然增加。这些大（集线器）节点的度分数不会随着网络的发展而衰减，同时对生命周期保持恒定的影响。在这里，我们开发了适应性模型的改编的出生猝发模型，以模拟网络演化中的程度猝发和相变。

大规模的工业和专业职业数据集

原文标题：

A Large-scale Industrial and Professional Occupation Dataset

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02780

作者：

Junhua Liu, Yung Chuen Ng, Kwan Hui Lim

摘要：对利用职业数据挖掘和分析的兴趣日益浓厚。在当今的就业市场中，职业数据挖掘和分析的重要性正在日益提高，因为它使公司能够预测员工离职，建模职业轨迹，筛选履历并执行其他人力资源任务。促进这些任务的关键要求是需要与职业相关的数据集。但是，大多数研究使用专有数据集或不公开其数据集，从而阻碍了这一领域的发展。为解决此问题，我们提出了工业和专业职业数据集（IPOD），其中包括192k职位，分别属于56k LinkedIn用户。除了公开发布IPOD之外，我们还：（i）手动注释每个职位及其相关的资历，工作领域和位置；（ii）提供职位的嵌入，并讨论各种用例。该数据集可在https://github.com/junhua/ipod上公开获得。

巴西和印度大选

期间在WhatsApp上

共享的事实检查图像数据集

原文标题：

A Dataset of Fact-Checked Images Shared on WhatsApp During the Brazilian and Indian Elections

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02443

作者：

Julio C. S. Reis, Philipe de Freitas Melo, Kiran Garimella, Jussara M. Almeida, Dean Eckles, Fabrício Benevenuto

摘要：最近，据报道，诸如WhatsApp之类的消息传递应用程序被误传信息活动滥用，尤其是在巴西和印度。WhatsApp中一种显著的滥用形式是依赖于包含各种假故事的多个操纵图像和模因。在这项工作中，我们从大量的WhatsApp公开访问组和事实检查机构网站中进行了广泛的数据收集。本文向研究社区开放了一个新的数据集，其中包含通过WhatsApp共享的事实检查过的假图片，用于两种不同的场景，这些场景以假新闻在平台上的传播而闻名：2018年巴西大选和2019年印度大选。

高中生网络科学暑期课程

原文标题：

A Network Science Summer Course for High School Students

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02487

作者：

Florian Klimm, Benjamin F. Maier

摘要：我们讨论了为期两周的网络科学暑期课程，该课程面向高中生。我们介绍课程的概念和内容，对其进行评估，并提供课程材料。

一个根据经验数据创建

电池-电动汽车时间

序列的开放工具：emobpy

原文标题：

An open tool for creating battery-electric vehicle time series from empirical data: emobpy

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02765

作者：

Carlos Gaete-Morales, Hendrik Kramer, Wolf-Peter Schill, Alexander Zerrahn

摘要：未来的电动汽车将如何与电力部门互动，引起了广泛的研究兴趣。为此，各种类型的能源模型取决于有意义的输入参数，尤其是BEV电机耗电量，电网可用性和电网电力需求的时间序列。由于此类数据的可用性非常有限，因此我们引入了开源工具emobpy。基于移动性统计数据和可自定义的假设，它可以导出时间序列数据，这些数据可以很容易地在各种应用中使用。为了举例说明，我们为德国创建和表征200个BEV配置文件。视一天中的小时而定，一百万辆BEV的车队的电网可用中位数约为5到7 GW，这是因为大多数时候车辆都在停车。四个示例性电网电力需求时间序列说明了均衡充电策略的平滑效果。

将停车和电价联系

起来，以释放葡萄牙

建筑中电动汽车的潜力

原文标题：

Linking Parking and Electricity Values to Unlock Potentials of Electric Vehicles in Portuguese Buildings

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02804

作者：

Pedro Moura, Greta K.W. Yu, Shubham Sarkar, Javad Mohammadi

摘要：公共和商业建筑中的大型停车场越来越多地安装了为电动汽车（EV）服务所需的基础设施。利用停放的电动汽车的充电和放电灵活性，可以显著增加现场可再生能源的自耗并降低建筑能源成本。电动汽车的最佳充电和放电管理可以填补自发电和建筑用电之间的空白，同时考虑电价。电动汽车与建筑物之间的最佳交互作用将在分布式能源资源（例如葡萄牙电网）具有较高渗透率的电网运行中发挥关键作用。但是，在葡萄牙，现行法规不允许建筑物与电动汽车之间进行金融交易以换取充放电。这使得大多数提议的充电和放电管理策略不切实际。本文介绍了一种新颖实用的框架，用于连接商业和公共建筑的电力和停车价值。该框架将在停车时间和充电和放电期间的增值服务的背景下，管理建筑物和车辆之间的相互作用。由于该提议与当前法规兼容并且依赖于现有技术，因此可以立即采用。仿真结果显示了针对建筑物所有者的拟议解决方案的成本降低和自我消费优势。

通过路由优化提取网络

原文标题：

Network extraction by routing optimization

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02805

作者：

Diego Baptista, Daniela Leite, Enrico Facca, Mario Putti, Caterina De Bacco

摘要：在许多情况下，路由优化是一个相关的问题。直接解决这类优化问题通常在计算上是不可行的。最近的研究表明，人们可以将这个问题转化为解决动力学方程组的一种方法，可以使用数值方法有效地解决该问题。这导致能够从各种路由问题中获取最佳的网络拓扑。但是，就最终网络拓扑而言，解决方案的实际提取取决于数值细节，这可能会阻止对其拓扑属性进行准确调查。在这种情况下，只有专家级的读者才能完全获得理论结果，非专家的即用型实施很少能获得或没有充分记录。特别地，在此框架中，最终图获取本身就是一个具有挑战性的问题。在这里，我们介绍一种从各种参数设置下与路由优化相关的动力学方程中提取网络拓扑的方法。我们的方法由三个步骤组成：首先，它通过求解动力学系统来提取最优轨迹，然后预先提取网络，最后过滤掉潜在的冗余。值得注意的是，我们提出了一个原则模型来解决最后一步中的过滤问题，并就与运输相关的成本函数进行了定量解释。这种有原则的过滤可以应用于更一般的问题，例如从图像中提取网络，从而超出了第一步中设想的方案。总体而言，这种新颖的算法允许从业人员通过将数值方法，优化和网络理论中的基本工具结合起来，轻松地提取最佳网络拓扑。因此，我们提供了一种手动图提取的替代方法，该方法允许从多种最佳拓扑中进行接地提取。

对哥伦比亚帕拉莫

的价值的正式批评

原文标题：

A Formal Critique of the Value of the Colombian Paramo

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02810

作者：

Juan Afanador

摘要：本文介绍了优先考虑对哥伦比亚Paramo进行干预的概念和方法框架。我们的工作采用的分析模式是质疑价值和相关类别作为确定的经验感知现象。我们认为，即使对生态系统服务的估值（即使是正常后的形式）以及生态系统服务框架，也不仅无法检查基于价值的类别，而且还会重现基于价值的社会关系的问题所在，这最终会影响到影响帕拉莫的生态问题。在此前提下，我们着手对（计算性）对话场景进行形式化，在这种场景中，陈述不同且往往相互矛盾的行为的论点勾勒出挪用“阿拉伯人”的可能形式，同时激发了对其定义社会性的考察。

城市等级分布中的空间依赖性

原文标题：

Spatial dependence in the rank-size distribution of cities

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02836

作者：

Rolf Bergs

摘要：幂律分布表征了几种自然现象和社会现象。城市的Zipf律就是其中之一。该研究提出了一个问题，即全球规律是否独立于城市的不同空间分布。为此，使用随机数生成典型的城市Zipfian等级大小分布。然后将此分布转换为不同的空间坐标设置。为了进行估计，在标准空间计量经济学方法中，变量等级和大小由空间溢出效应补充。结果表明距离和邻接效应很重要。三个国家的分析进一步证实了这一发现。

将先验知识整合

到混合社会网络聚类中

原文标题：

Integrating Prior Knowledge in Mixed Initiative Social Network Clustering

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02972

作者：

Alexis Pister, Paolo Buono, Jean-Daniel Fekete, Catherine Plaisant, Paola Valdivia

摘要：我们提出了一种称为PK聚类的新范例，以帮助社会科学家在社会网络中创建有意义的集群。存在许多聚类算法，但是大多数社会科学家发现它们很难理解，并且工具没有提供任何选择算法或评估结果的指导，同时也考虑了科学家的先验知识。我们的工作引入了一个新的群集范例和一个可视化分析用户界面来解决此问题。它基于以下过程：1）将科学家的先验知识捕获为一组不完整的聚类；2）运行多个聚类算法（类似于聚类集成方法）；3）可视化所有算法的排名和总结每个算法与现有知识的匹配程度如何；5）评估用户选择的算法之间的共识，以及6）允许用户查看详细信息并迭代更新所获取的知识。我们使用一个初始的功能原型来描述我们的范例，然后提供两个使用示例以及社会科学家的早期反馈。我们认为，我们的聚类范式提供了一种新颖的构造方法，可以迭代地构建知识，同时避免受到经常随机选择的黑盒聚类算法结果的过度影响。

伪分形单形和胞复形

渗流的重整化群论

原文标题：

Renormalization group theory of percolation on pseudo-fractal simplicial and cell complexes

地址：

http://arxiv.org/abs/2005.02984

作者：

Hanlin Sun, Robert M. Ziff, Ginestra Bianconi

摘要：简单复合体是一种通用的网络结构，可以代表存在于从大脑到高阶社会网络的复杂系统中的多体交互，因此越来越受到科学界的关注。简单复形由诸如节点，链接，三角形等的简单性形成。细胞复合物进一步扩展了这些广义的网络结构，因为它们是由规则的多边形（例如正方形，五边形等）形成的。伪分形单纯形和细胞复合物是广义网络结构的主要示例，可以通过将 2 维 m粘贴起来来获得它们。沿其链接的多边形（ m = 2 三角形， m = 4 正方形， m = 5 五边形等）根据简单的迭代规则。在这里，我们通过表征在这些结构上定义的链接渗滤的关键特性，研究伪分形单纯形和细胞复合物的拓扑及其动力学之间的相互作用。通过使用重归一化组，我们显示伪分形单纯形和细胞复合体在 pc = 0 处具有连续的渗透阈值。当伪分形结构由相同大小 m 的多边形形成时，过渡的特征是阶数参数 P  infty 的指数抑制取决于多边形的边数 m 形成伪分形细胞复合体，即 P _  infty  propto p  exp（- alpha / p ^ m-2）。在这里，这些结果也可以推广到由不同边数 m 的多边形形成的随机伪分形细胞复合体。

来源：网络科学研究速递

编辑：张爽

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