Kotien väkivallan ennustaminen liiketoimintatilastojen avulla koneoppimismenetelmillä

Uusi tutkimusartikkeli Buffalon yliopistosta tutkii alkoholimyymälöiden ja kotien väkivallan (DV) suhdetta eri kaupunginosissa Yhdysvalloissa, perustuen anonymisoituun GPS-sijaintitietoihin matkapuhelinverkosta.

Tutkimus osoittaa, että liiketoimintatilastojen aktiviteetti on vahvemmin yhteydessä kotien väkivallaan kuin mikään muu paikka, jossa alkoholia voidaan ostaa, osoittaen, että alkoholimyymälöiden ja kotien väkivallan välinen suhde voi olla monimutkaisempi kuin mitä aiemmat tutkimukset ovat olettaneet:

‘Havaitsemme, että liiketoimintatilastojen käyntimäärät osoittavat vahvimman positiivisen vaikutuksen kotien väkivallan määrään verrattuna muihin muuttujiin. Tämä tulos osoittaa, että liiketoimintatilastojen käynti on tärkeä ennustemerkki kotien väkivallan määrälle kaupunginosatasolla.

‘Mielenkiintoista on, että kahden muun alkoholimyymälän (juomapaikkojen ja panimoiden) käynnit ovat negatiivisia kertoimia, jotka ovat yhdenmukaisia korrelaatioanalyysin kanssa.

‘Tämä tulos osoittaa, että näiden myymälöiden käynnit ovat todella yhteydessä alempiin kotien väkivallan määrään. Tämä tulos on yllättävä, koska suurempi juomapaikkojen määrä kaupunginosassa on usein oletettu olevan yhteydessä suurempaan kotien väkivallan määrään’

Tutkimuksesta, kartallinen visualisointi, joka osoittaa liiketoimintatilastojen ja kotien välisten käyntien suhteen yhden viikon ajan vuonna 2019, ennen kuin COVID-19 vaikutti tietoihin. Lähde: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2203/2203.04088.pdf

Tutkijat esittävät teorian, jonka mukaan alkoholimyymälöiden ja kotien väkivallan välinen suhde voi olla käänteinen, ja olettaa, että vierailijat, jotka käyvät esimerkiksi panimoissa ja baareissa, ovat todennäköisemmin korkeamman sosioekonomisen aseman omistajia, mikä vähentää heidän osallistumistaan kotien väkivallan tapauksiin.

Tutkimus artikkeli on otsikoitu Alkoholimyymälöiden käyntien rooli kotien väkivallan ennustamisessa kaupunginosatasolla, ja se on tehty kolmen tutkijan toimesta Buffalon yliopistosta, matematiikan, lääketieteen ja maantieteen laitoksilta.

Tiedot ja rajaaminen

Tutkijoiden tavoitteena oli selvittää, voidaanko anonymisoituja matkapuhelinten sijaintitietoja käyttää yhdessä rikosilmoitusten kanssa ennustamaan kotien väkivallan tapauksia kaupunginosatasolla, ja miten tämä liittyy alkoholimyymälöiden saatavuuteen alueella.

Ensimmäinen tehtävä oli määritellä kaupunginosat, mikä tehtiin käyttämällä Census Block Groups (CBG):ia, jotka ovat pienimmät saatavilla olevat maantieteelliset yksiköt, jotka säilyttävät täydelliset demograafiset ja sosioekonomiset tiedot, jotka American Community Survey (ACS) tarjoaa.

Anonymisoidut matkapuhelinten sijaintitiedot saatiin SafeGraphilta, joka on kaupallinen yritys, joka tarjosi tutkijoille ilmaiseksi tietoja koko Yhdysvalloista. Tietokanta kattaa 3,6 miljoonaa kiinnostuksen kohteita ympäri maata, mukaan lukien alkoholimyymälät, baarit, viinitilat ja panimot.

Tutkimus kattaa ajanjakson, joka edeltää COVID-19:n tilastollisesti häiritsevää nousua, ja kotien sijainteja, joissa alkoholimyymälöiden kävijät asuvat, on arvioitu SafeGraphin toimesta edellisten kuuden viikon aikana. Tiedoissa ei ole tietoa käyntien tarkasta reitistä eikä kävijöiden tarkasta kotiosoitteesta – näytteistä, joka vastaa ‘yleistettyjä’ kaupunginosien rajoja, jotka on määritelty ACS-tiedoissa.

Tutkimuksessa tutkittavat reitit eivät välttämättä vastaa koti-alkoholimyymälä-koti -käyntejä, vaan ne voivat edustaa polkuja toisiin kotitalouksiin, joissa käydään alkoholimyymälässä matkalla.

Vaikka saatavilla olevat GPS-tiedot kattavat koko maan, tutkijat valitsivat Chicagon tutkimuskohteeksi, koska siellä on hyvin merkitty tieto Chicagon poliisilaitoksen Citizen Law Enforcement Analysis and Reporting (CLEAR) -järjestelmästä.

CLEAR-tietokanta sisältää rikostyypit (kuten murhat ja pahoinpitelyt), sekä tapahtuman ajan, sijainnin ja leveys- ja pituuspiirin, mukaan lukien muita tietoja. Se sisältää myös binäärisen arvon ‘Kotiväkivalta’, joka osoittaa, onko poliisi virkailija luokitellut tapauksen kotiväkivaltana Illinoisin kotiväkivalta-lain 1986 mukaisesti.

Tutkijat huomauttavat, että joitakin ei-kotiväkivallan rikoksia (kuten murhia) on virheellisesti luokiteltu kotiväkivallaksi, ja poistivat nämä tapaukset.

Vasemmalla, Chicagon kaupungin rajat ja sen Census Block Groups (CBG), oikealla, poimittuja kotiväkivallan tapauksia.

Vain ne tapaukset, joissa alkoholimyymälässä käynti kesti neljä minuuttia tai enemmän, laskettiin. Lisäksi tutkijat myöntävät, että heillä ei ole tietoa siitä, johtuiko käynti ostoksesta tai mitä tuotetta ostettiin. Tutkijat myöntävät myös, että kotiväkivalta on yksi allekirjoitettavimmista rikoksista, mikä vaikuttaa tuloksien luotettavuuteen.

Neljä lähestymistapaa

Tiedot tutkittiin neljän lähestymistavan avulla: Satunnainen metsä (RF), Tavallinen pienin neliösumma (OLS), Syvä neuroverkko (DNN) ja Maantieteellisesti painotettu regressio (GWR). OLS ja GWR ovat tilastollisia menetelmiä, eivät koneoppimismenetelmiä.

Yleiskatsaus kokeista, joihin kuuluu neljä menetelmää ja neljä alkoholimyymälöiden luokkaa SafeGuard-tiedoissa, joita verrataan kotiväkivallan tapauksiin CLEAR-tiedoissa.

Tulokset neljästä menetelmästä osoittavat, että alkoholimyymälöiden ja kotiväkivallan välinen suhde vaihtelee merkittävästi kaupunginosittain, vaikka tutkijat lopulta johtavat, että ‘alkoholimyymälöiden käyntien lisääntyminen on yhteydessä kotiväkivallan määrän lisääntymiseen useimmissa Chicagon kaupunginosissa’.

Korrelaatio kotiväkivallan tapauksiin perustuen neljään alkoholimyymälöiden luokkaan tutkimuksessa: a) alkoholimyymälät, b) juomapaikat (baarit), c) panimot ja d) viinitilat.

Tutkimus sisältää tarkemman selityksen sosioekonomisista ja demograafisista osoittimista, jotka liittyvät analyysiin.

Tutkijat toteavat*:

‘Tuloksemme antavat lisää tietoa alkoholin käytön ja kotiväkivallan suhteesta. Neljästä alkoholimyymälöiden luokasta alkoholimyymälöiden käynnit ovat vahvimmin yhteydessä kotiväkivallan määrään kotitalouksissa, joissa käydään alkoholimyymälöissä.

‘Rutiinin mukainen rikoksen teoria osoittaa, että kolme edellytystä rikoksen tapahtumiselle ovat: motivaatio, uhri ja esteettömyys. Alkoholimyymälöiden käynnit osoittavat, että ostettu alkoholi tullaan juomaan kotona, jossa kaikki kolme edellytystä täyttyvät: rikoksentekijä ja uhri ovat lähellä toisiaan ja alkoholi toimii esteettömyytenä.’

Tutkijat ehdottavat myös, että tulokset tutkimuksista, kuten tästä, voivat vaikuttaa tuleviin päätöksiin alkoholimyymälöiden sääntelyyn alueilla, joissa niiden suhde kotiväkivaltaan on ilmeinen, ja mahdollisia interventioita, kuten myyntiaikojen rajoittamista ja alkoholilupien määrän rajoittamista.

* Käännökseni tutkijoiden sisäisestä viitteestä hyperlinkiksi.

Julkaistu ensimmäisen kerran 9. maaliskuuta 2022.