التنقل الفردي

تُعنى دراسة التنقل الفردي بوصف كيفية تحرك الأفراد داخل شبكة أو نظام. ^{[ 1 ]} وقد دُرِس هذا المفهوم في عدد من المجالات، انطلاقًا من دراسة التركيبة السكانية. ولفهم التنقل البشري تطبيقات عديدة في مجالات متنوعة، منها انتشار الأمراض ، ^{[ 2 ] [ 3 ]} والفيروسات المتنقلة ، ^{[ 4 ]} وتخطيط المدن ، ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} وهندسة المرور ، ^{[ 8 ] [ 9 ]} والتنبؤ بالأسواق المالية ، ^{[ 10 ]} والتنبؤ الفوري بالوضع الاقتصادي . ^{[ 11 ] [ 12 ]}

شهدت السنوات الأخيرة طفرةً في مجموعات البيانات الضخمة المتاحة حول تحركات الأفراد. تُستقى هذه البيانات عادةً من الهواتف المحمولة أو نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، بدرجات متفاوتة من الدقة. فعلى سبيل المثال، تُسجّل بيانات الهاتف المحمول عادةً عند إجراء أو استقبال أي مكالمة أو رسالة نصية، وتتضمن موقع البرج الذي اتصل به الهاتف بالإضافة إلى الطابع الزمني. ^{[ 13 ]} في المناطق الحضرية، قد لا يفصل المستخدم عن برج الاتصالات سوى بضع مئات من الأمتار، بينما في المناطق الريفية قد تصل هذه المسافة إلى بضعة كيلومترات. لذا، تتفاوت دقة تحديد موقع الشخص باستخدام بيانات الهاتف المحمول. تقوم شركات الاتصالات بإخفاء هوية هذه البيانات لحماية المستخدمين الحقيقيين. كمثال على استخدامها، استخدم باحثون ^{[ 13 ]} مسارات 100,000 مستخدم للهواتف المحمولة خلال ستة أشهر، بينما في دراسة أوسع نطاقًا ^{[ 14 ]} تم تحليل مسارات ثلاثة ملايين مستخدم. تتميز بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بدقة أعلى بكثير، على الرغم من صعوبة الحصول عليها عادةً بسبب مخاوف تتعلق بالخصوصية . تُنتج كميات هائلة من بيانات GPS التي تصف حركة الأفراد، على سبيل المثال، بواسطة أجهزة GPS المثبتة في المركبات الخاصة. ^{[ 15 ] [ 16 ]} يُشغّل جهاز GPS تلقائيًا عند بدء تشغيل المركبة، ويُشكّل تسلسل نقاط GPS التي يُنتجها الجهاز كل بضع ثوانٍ مسارًا تفصيليًا لحركة المركبة. قارنت بعض الدراسات العلمية الحديثة أنماط الحركة المُستخلصة من بيانات الهواتف المحمولة بتلك المُستخلصة من بيانات GPS. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

تمكن الباحثون من استخلاص معلومات بالغة الدقة عن الأشخاص الذين نُشرت بياناتهم للعامة، مما أثار مخاوف كبيرة بشأن قضايا الخصوصية. فعلى سبيل المثال، نشرت مدينة نيويورك بيانات 173 مليون رحلة تاكسي فردية . استخدم مسؤولو المدينة خوارزمية تشفير ضعيفة للغاية لإخفاء رقم الترخيص ورقم الميدالية، وهو رمز أبجدي رقمي يُخصص لكل سيارة أجرة. ^{[ 18 ]} وقد مكّن هذا المخترقين من كشف هوية البيانات بالكامل، بل وتمكن بعضهم من استخلاص معلومات تفصيلية عن ركاب محددين وشخصيات مشهورة، بما في ذلك نقطة انطلاقهم ووجهتهم ومقدار الإكرامية التي دفعوها. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

على نطاق واسع، عندما يتم نمذجة السلوك على مدى فترة طويلة نسبياً (على سبيل المثال أكثر من يوم واحد)، يمكن وصف حركة الإنسان بثلاثة مكونات رئيسية:

• توزيع مسافة الرحلة${\displaystyle P(r)}$
• نصف قطر الدوران${\displaystyle r_{g}(t)}$
• عدد المواقع التي تمت زيارتها${\displaystyle S(t)}$

وجد بروكمان، ^{[ 20 ]} من خلال تحليل الأوراق النقدية، أن احتمال مسافة السفر يتبع مسارًا عشوائيًا غير متناسب يُعرف باسم رحلة ليفي من الشكل${\displaystyle P(r)\ \sim r^{-(1+\beta )}}$أين${\displaystyle \beta =0.6}$وقد تأكد ذلك لاحقًا من خلال دراستين استخدمتا بيانات الهواتف المحمولة ^{[ 13 ]} وبيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتتبع المستخدمين. ^{[ 15 ]} ويشير هذا النموذج إلى أنه، على عكس الأشكال التقليدية الأخرى للمشي العشوائي مثل الحركة البراونية ، تميل رحلات الإنسان إلى أن تكون في الغالب قصيرة المسافات مع وجود عدد قليل من الرحلات الطويلة. في الحركة البراونية، يخضع توزيع مسافات الرحلات لمنحنى على شكل جرس، مما يعني أن الرحلة التالية تكون ذات حجم يمكن التنبؤ به تقريبًا، وهو المتوسط، بينما في حركة ليفي، قد تكون أكبر من المتوسط ​​بعشرة أضعاف.

يميل بعض الأشخاص بطبيعتهم إلى قطع مسافات أطول من المتوسط، وينطبق الأمر نفسه على الأشخاص الأقل رغبة في الحركة. يُستخدم نصف قطر الدوران لقياس ذلك، وهو يشير إلى المسافة المميزة التي يقطعها الشخص خلال فترة زمنية t. ^{[ 13 ]} كل مستخدم، ضمن نصف قطر دورانه${\displaystyle r_{g}(t)}$سيختار مسافة رحلته وفقًا لـ${\displaystyle P(r)}$.

يُجسّد المكوّن الثالث حقيقة أن البشر يميلون إلى زيارة بعض الأماكن أكثر مما كان سيحدث في سيناريو عشوائي. على سبيل المثال، تتم زيارة المنزل أو مكان العمل أو المطاعم المفضلة أكثر بكثير من العديد من الأماكن الأخرى ضمن نطاق حركة المستخدم. وقد تم اكتشاف أن${\displaystyle S(t)\ \sim t^{\mu }}$أين${\displaystyle \mu =0.6}$وهذا يشير إلى نمو غير خطي في عدد الأماكن التي يزورها الفرد. وتعكس هذه المقاييس الثلاثة حقيقة أن معظم الرحلات تتم بين عدد محدود من الأماكن، مع رحلات أقل تكرارًا إلى أماكن خارج نطاق حركة الفرد.

على الرغم من أن حركة الإنسان تُنمذج كعملية عشوائية، إلا أنها قابلة للتنبؤ بشكلٍ مدهش. فقد أظهرت دراسة ^{[ 14 ]،} من خلال قياس إنتروبيا حركة كل شخص، أن نسبة التنبؤ المحتملة تصل إلى 93%. وهذا يعني أنه على الرغم من وجود تباين كبير في أنواع المستخدمين والمسافات التي يقطعها كل منهم، إلا أن خصائصهم العامة قابلة للتنبؤ بدرجة عالية. ويترتب على ذلك أنه من حيث المبدأ، من الممكن نمذجة العمليات التي تعتمد على أنماط حركة الإنسان بدقة، مثل أنماط انتشار الأمراض أو الفيروسات المتنقلة. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

على المستوى الفردي، يمكن تفسير التنقل اليومي للأفراد بـ 17 نمطًا شبكيًا فقط . ويُظهر كل فرد أحد هذه الأنماط بشكل مميز على مدى عدة أشهر. وهذا يتيح إمكانية محاكاة التنقل اليومي للأفراد باستخدام نموذج تحليلي قابل للتطبيق ^{[ 24 ].}

تنتشر الأمراض المعدية في جميع أنحاء العالم عادةً بسبب سفر حاملي المرض لمسافات طويلة. ويتم هذا السفر باستخدام أنظمة النقل الجوي، وقد ثبت أن " بنية الشبكة ، وهيكل حركة المرور، وأنماط تنقل الأفراد، كلها عوامل أساسية للتنبؤ الدقيق بانتشار المرض". ^{[ 21 ]} وعلى نطاق مكاني أصغر، ينبغي مراعاة انتظام أنماط حركة الإنسان وبنيتها الزمنية في نماذج انتشار الأمراض المعدية. ^{[ 25 ]} وتعتمد فيروسات الهواتف المحمولة التي تنتقل عبر البلوتوث اعتمادًا كبيرًا على التفاعل البشري وحركاته. ومع ازدياد عدد الأشخاص الذين يستخدمون أنظمة تشغيل متشابهة لهواتفهم المحمولة، أصبح من السهل جدًا حدوث وباء فيروسي. ^{[ 22 ]}

في تخطيط النقل ، وبالاستفادة من خصائص الحركة البشرية، مثل الميل إلى السفر لمسافات قصيرة مع عدد قليل ولكن منتظم من الرحلات الطويلة، تم إدخال تحسينات جديدة على نماذج توزيع الرحلات ، وتحديداً على نموذج الجاذبية للهجرة ^{[ 26 ].}

• التنقلات
• النقل الخاص
• نظرية الشبكات
• وسيلة نقل شخصية
• مركبة جوية شخصية
• النقل السريع الشخصي
• سيارة
  • التنقل الجماعي للسيارات
  • الاعتماد على السيارة
• دراجة
• رحلة ليفي
• شبكة خالية من المقاييس
• المواصلات العامة
• جغرافية النقل وعلم الشبكات (كتاب ويكيبيديا)
• الحراك الاجتماعي