讓大數(shù)據(jù)服務(wù)國防

　　本報(bào)記者 姜天驕

　　在2016世界移動(dòng)通信大會(huì)上，一項(xiàng)神秘的研究成果引起國際業(yè)界的關(guān)注。在此之前，業(yè)界很難想象利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶的后臺(tái)數(shù)據(jù)，可以預(yù)測人類的行動(dòng)規(guī)律。

　　而這項(xiàng)研究的始創(chuàng)者是一位只有32歲的小伙子——國防科技大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院講師呂欣。

　　讓信息告訴我們?nèi)嗽谀?/p>

　　“人類的行為有一定規(guī)律性，可以被預(yù)測出來。”呂欣提起他的研究非常興奮，“在一些重大突發(fā)事件中，預(yù)測人類的行動(dòng)規(guī)律可以幫助我們定位人群，打通救援的第一道關(guān)口?！?/p>

　　2010年2月，正在德國參加歐洲物理學(xué)會(huì)議的博士生呂欣接到來自海地的電話。找他的是瑞典卡羅林斯卡學(xué)院的同學(xué)、一位醫(yī)學(xué)博士，當(dāng)時(shí)正在海地參加震后救援。這場地震造成22萬人死亡，超過60萬人短時(shí)間內(nèi)逃到其他地區(qū)。由于當(dāng)?shù)厣鐣?huì)管理落后，國際救援組織難以獲知災(zāi)民去向并組織災(zāi)后救援行動(dòng)。

　　“能否運(yùn)用你在數(shù)據(jù)挖掘上的能力幫助我們找到他們？”這位同學(xué)告訴呂欣，當(dāng)?shù)刂饕謾C(jī)運(yùn)營商可以向救援組織提供300萬用戶地震前后約10億條手機(jī)定位數(shù)據(jù)。

　　從數(shù)以億計(jì)的手機(jī)信息中找出難民去向，顯然不是易事?！爱?dāng)時(shí)，學(xué)術(shù)界一般認(rèn)為自然災(zāi)害中人群移動(dòng)行為是高度不確定的，試圖從浩如煙海的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)震后人群的移動(dòng)規(guī)律，的確是一次不可思議的探索。”呂欣說，他與國外學(xué)者展開合作攻關(guān)，通過多次數(shù)據(jù)整理、分析得出結(jié)論，難民通常會(huì)選擇去以往社會(huì)關(guān)系較為密切的地方，如親戚朋友家、以前常去的公園等。事實(shí)證明，即便是在嚴(yán)重災(zāi)害發(fā)生后，人類的行為也并不是慌亂而不可預(yù)測的，相反卻是非常理性并有跡可循的。

　　“分析采集大量歷史數(shù)據(jù)可以預(yù)測人類的行為規(guī)律?！眳涡罏檫@項(xiàng)發(fā)現(xiàn)歡欣鼓舞。最終，他的研究成果成功描述了地震前后海地災(zāi)區(qū)難民的人口流動(dòng)信息，從而為國際援助組織和管理決策者提供了極為有效的決策支持。

　　以海地災(zāi)后手機(jī)數(shù)據(jù)分析為起點(diǎn)，呂欣及其合作者積極參與了2013年孟加拉國臺(tái)風(fēng)救災(zāi)、2014年西非埃博拉病毒防控、2015年尼泊爾大地震救災(zāi)等重大災(zāi)害救援與管理，生成的報(bào)告得到了當(dāng)?shù)卣吐?lián)合國相關(guān)組織的高度重視，被聯(lián)合國人口基金會(huì)、聯(lián)合國人道事務(wù)辦公室等采用。

　　網(wǎng)絡(luò)抽樣可以更優(yōu)化

　　2006年，呂欣以四川大學(xué)管理科學(xué)專業(yè)第二名的成績被保送至國防科大信息系統(tǒng)與管理學(xué)院，師從管理學(xué)著名專家譚躍進(jìn)教授，主要開展復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方面的研究。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，就是在龐大復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中找到維系網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的核心節(jié)點(diǎn)。

　　2009年，呂欣赴瑞典卡羅林斯卡學(xué)院攻讀博士學(xué)位，并在斯德哥爾摩大學(xué)社會(huì)學(xué)系擔(dān)任助理研究員。經(jīng)過縝密考慮，他轉(zhuǎn)向研究網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘與分析技術(shù)，主攻網(wǎng)絡(luò)抽樣方法。主要針對高危、特殊人群，通過他們在社交關(guān)系中的特點(diǎn)進(jìn)行抽樣分析，這對公共安全和網(wǎng)絡(luò)安全工作來說是一項(xiàng)巨大的突破。

　　網(wǎng)絡(luò)抽樣作為比較成熟的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘方法，已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域得到普遍承認(rèn)和廣泛應(yīng)用。然而，實(shí)際做好抽樣不僅限于了解被抽樣群體，而是要通過少數(shù)人群了解多數(shù)人群，其中涉及很專業(yè)的數(shù)學(xué)算法和計(jì)算機(jī)知識。

　　“因?yàn)橐酝鼍W(wǎng)絡(luò)抽樣時(shí)，很多假設(shè)條件在現(xiàn)實(shí)中根本不滿足，就會(huì)導(dǎo)致推斷存在誤差，甚至與真實(shí)情況相去甚遠(yuǎn)?！眳涡澜忉屨f，“實(shí)際上，我做了一項(xiàng)改進(jìn)方法，把推測更加逼近真實(shí)值的工作，大大優(yōu)化了統(tǒng)計(jì)方法?！?/p>

　　短短幾年時(shí)間，呂欣取得了一系列突破：在國際上首次對網(wǎng)絡(luò)抽樣方法的統(tǒng)計(jì)假設(shè)提出質(zhì)疑，并采用在線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)對這項(xiàng)研究的偏差進(jìn)行綜合評估，在此基礎(chǔ)上獨(dú)立開發(fā)出一種使用中心網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的新方法，避免了傳統(tǒng)方法的局限性。他還設(shè)計(jì)開發(fā)了國際上首個(gè)在線社會(huì)網(wǎng)絡(luò)調(diào)查系統(tǒng)，關(guān)于Twitter在線社會(huì)網(wǎng)絡(luò)挖掘技術(shù)的研究成果，在所有同時(shí)期的9.4萬多篇論文中，其影響力位列前4%。

　　通過呂欣的一系列創(chuàng)新性改進(jìn)，使用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)可以較容易地調(diào)查和發(fā)現(xiàn)以往研究人員難以接觸的社會(huì)群體，如吸毒者等。并能通過有限的調(diào)查樣本對總體情況進(jìn)行估計(jì)，從而為公共安全、網(wǎng)絡(luò)檢測和控制等提供寶貴信息。該方法目前已在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。

　　創(chuàng)新路上永無止境

　　將大數(shù)據(jù)分析成果應(yīng)用于應(yīng)急救援、社會(huì)管理，這只是呂欣科研工作中的一小部分。讓大數(shù)據(jù)服務(wù)國防，為未來戰(zhàn)爭插上信息化翅膀，這是呂欣的強(qiáng)軍夢。

　　“體系對抗、聯(lián)合作戰(zhàn)、信息化戰(zhàn)爭都會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，如通信、偵查、人員、裝備、指揮控制、火力對抗等等。只有全面、準(zhǔn)確、及時(shí)地把握戰(zhàn)場態(tài)勢的發(fā)展變化，從龐大的數(shù)據(jù)中挖掘出對敵的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，才能高效地組織對抗，破解戰(zhàn)爭迷霧，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)爭的精確設(shè)計(jì)?！眳涡勒f。

　　從走進(jìn)國防科大的那一天開始，呂欣就高度關(guān)注網(wǎng)絡(luò)理論的實(shí)際應(yīng)用，創(chuàng)新地提出了戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)空演化模型、信息遠(yuǎn)距離傳播算法以及網(wǎng)絡(luò)最短路徑節(jié)點(diǎn)合并算法，并在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)抗毀性研究上做了部分工作，其戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)模型的研究在我軍一些部門已經(jīng)得到應(yīng)用。“高智慧、無人化將是未來戰(zhàn)爭的主要特點(diǎn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)在完成超越傳統(tǒng)指揮員反應(yīng)能力的戰(zhàn)場應(yīng)對中大有可為?！眳涡勒J(rèn)為。

　　2013年，呂欣在人類移動(dòng)行為動(dòng)力學(xué)及軌跡可預(yù)測性研究上取得突出成果，成功將大數(shù)據(jù)分析方法應(yīng)用到重大自然災(zāi)害事件的應(yīng)急管理中，開發(fā)出一套用于人群移動(dòng)軌跡預(yù)測的馬爾科夫模型。成果在《Nature》《PNAS》等國外高水平期刊上得以發(fā)表，成為學(xué)校首位先后兩次在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表文章的學(xué)者。國外同行極力挽留他留下來工作，美國圣塔菲研究所等頂級科研機(jī)構(gòu)也向他發(fā)出邀請。他都婉言拒絕，“無論何時(shí)，只要祖國需要，我就義無反顧”?；匦：?，他積極參與到軍隊(duì)相關(guān)任務(wù)攻關(guān)中，為總部決策提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

　　為把研究成果服務(wù)到實(shí)際工作中，呂欣還積極參與國際公益活動(dòng)。通過分析手機(jī)數(shù)據(jù)，定位人流移動(dòng)，為自然災(zāi)害管理提供免費(fèi)、及時(shí)、有效的決策支持。因?yàn)闀r(shí)差的關(guān)系，呂欣往往是在半夜收到國外合作者發(fā)來的災(zāi)區(qū)數(shù)據(jù)。為了加快研究進(jìn)度、高效完成數(shù)據(jù)整理和分析，他經(jīng)常連續(xù)把自己關(guān)在實(shí)驗(yàn)室，最終保證在12小時(shí)內(nèi)完成數(shù)據(jù)分析和提交首份報(bào)告，并及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)和報(bào)告的更新，為國際救援搶到了寶貴的黃金時(shí)間。

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