基于行為時間序列的沖擊響應(yīng)模型.pdf

1、大數(shù)據(jù)時代為人類定量地認(rèn)識自身的行為規(guī)律提供了無限可能。許多有關(guān)于人類行為歷史記錄的數(shù)據(jù)集都證實了人類行為活動具有非泊松特性。非泊松特性的一個重要特征是人類行為的時間間隔服從冪律分布而不是服從負(fù)指數(shù)分布。學(xué)者們針對這種冪律的時間間隔分布展開了研究，并建立模型用來解釋和還原這種冪律分布。盡管前人的成果豐富，但是這個領(lǐng)域中仍然存在未考慮到的問題。針對這些不足，本文有以下三個出發(fā)點：1、前人研究的客體主要是人類日常行為，或者面對任務(wù)時的必須性

2、行為，例如需要回復(fù)的信件等。而針對人類可選擇性行為的研究較少。因此本文選擇了“天貓數(shù)據(jù)集”和“維基百科數(shù)據(jù)集”為研究樣本，重點研究人類面對可做可不做、且具有很大選擇余地的事件時的行為規(guī)律。2、前人對時間間隔分布以外的統(tǒng)計特性鮮有研究。本文試圖從多個角度發(fā)掘人類可選擇性行為的統(tǒng)計規(guī)律，以豐富對人類行為非泊松性的認(rèn)識。3、行為預(yù)測問題和人類行為的內(nèi)在動力機(jī)制問題是同一個本質(zhì)的兩個側(cè)面。前人對這兩個問題獨立進(jìn)行了研究，皆都取得了不錯的進(jìn)展。而

3、如何將這兩個問題聯(lián)系起來并統(tǒng)一在一個模型下，也亟待解決。
　　基于這三個出發(fā)點，本文所作的主要工作如下：
　　1、回顧了“人類動力學(xué)”這一領(lǐng)域的發(fā)展歷程。將已有的實證類研究分類并進(jìn)行對比?？偨Y(jié)了三大類解釋人類行為動力學(xué)機(jī)制的模型：優(yōu)先隊列模型、齊次泊松級聯(lián)模型和自適應(yīng)興趣模型。介紹了各個模型的原理及其結(jié)論?？偨Y(jié)了國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和存在的局限性。
　　2、定義了人類行為時間序列、人類可選擇性行為系統(tǒng)。將人類可選擇

4、性行為的描述統(tǒng)一在這個定義之下?；谠摱x，提出描述可選擇性行為系統(tǒng)內(nèi)在性質(zhì)的兩種描述方法，統(tǒng)計參數(shù)描述法和分布描述法。統(tǒng)計參數(shù)描述法包括兩個重要參數(shù)：陣發(fā)性系數(shù)和記憶性系數(shù)。本文將各類人類行為系統(tǒng)或者事件系統(tǒng)的這兩個參數(shù)進(jìn)行對比，得出人類行為序列相較于其他事件序列來說有高度的陣發(fā)性和時間間隔無記憶性的結(jié)論。其中分布描述法包括兩個重要分布：初始時間分布和時間間隔分布。本文通過對兩個數(shù)據(jù)集的研究得到了如下的結(jié)論：無論是在個體層面還是群體層

5、面上，人類行為的時間間隔分布服從截斷式冪律分布，人類行為的初始時間分布在短時間內(nèi)服從均勻分布，而在長時間內(nèi)正相關(guān)于整個系統(tǒng)的活躍度。本文指出之所以這兩個分布會在形式上大相徑庭，是因為人類行為存在內(nèi)在的前后因果關(guān)系。
　　3、為了描述這種人類行為的內(nèi)在因果關(guān)系，提出了沖擊響應(yīng)模型（Impulse Response Model, IRM）。從人類記憶的連續(xù)化建模和離散化建模的兩個不同角度，得到?jīng)_擊響應(yīng)模型的連續(xù)形式和離散形式?；?I

6、RM模型，本文針對序列重現(xiàn)、行為預(yù)測、偏好推薦這三個不同的場景提出了三個不同的算法。其中，基于 IRM的序列重現(xiàn)算法可以在“天貓數(shù)據(jù)集”上復(fù)原人類行為時間序列。復(fù)原出的時間序列，其時間間隔分布也服從截斷式冪律分布，并和原序列的時間間隔分布幾乎一致?；贗RM的行為預(yù)測算法，可以利用用戶歷史數(shù)據(jù)對用戶未來行為偏好進(jìn)行預(yù)測。在相同特征集的情況下，IRM行為預(yù)測算法的預(yù)測精度要高于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)分類器，如隨機(jī)森林算法、邏輯回歸算法、支持向量機(jī)等