Предсказание домашнего насилия по данным о посещении магазинов спиртных напитков с помощью машинного обучения

Новая исследовательская работа Университета Буффало изучает связь между точками продажи алкоголя и домашним насилием (ДН) в различных районах города США, основываясь на анонимных данных о местоположении с мобильной телефонной сети.

В работе заключается, что посещение магазинов спиртных напитков более сильно связано с домашним насилием, чем любое другое место, где можно купить алкоголь, что указывает на то, что связь между точками продажи алкоголя и домашним насилием может быть более тонкой, чем предполагалось в недавних исследованиях:

‘Удивительно, что переменная частоты посещения магазинов спиртных напитков показывает наибольший положительный вклад в показатель ДН по сравнению с другими переменными. Это результат говорит о том, что посещение магазинов спиртных напитков является важным предиктором показателя ДН на уровне района.’

‘Интересно, что посещения двух других типов точек продажи алкоголя (т.е. баров и пивоварен) имеют отрицательные коэффициенты, что соответствует корреляционному анализу.’

‘Этот результат указывает на то, что посещения этих точек связаны с более низкими показателями ДН. Этот результат удивителен, поскольку ранее считалось, что более высокая плотность баров в районе связана с более высоким показателем ДН.’

Из работы, визуализация посещений между магазинами спиртных напитков и домохозяйствами за неделю в 2019 году, до статистически нарушающего начала COVID. Источник: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2203/2203.04088.pdf

Авторы теоретизируют возможную обратную связь между посещением более престижных точек продажи алкоголя и домашним насилием, полагая, что посетители таких мест, как пивоварни и бары, вероятно, принадлежат к более высокому социально-экономическому статусу, что снижает вероятность их участия в инцидентах домашнего насилия.

Работа называется Роль посещений точек продажи алкоголя, полученных из данных о местоположении мобильного телефона, в повышении прогнозирования домашнего насилия на уровне района и исходит от трех исследователей из отделений математики, медицины и географии Университета Буффало.

Данные и определение

Целью исследователей было определить, можно ли использовать анонимные данные о местоположении мобильного телефона, в сочетании с доступными статистическими данными о преступлениях, для прогнозирования инцидентов и частоты домашнего насилия на уровне района, в той мере, в которой они связаны с доступностью покупки алкоголя в районе.

Первой задачей было определить районы, что было достигнуто с помощью групп переписи населения (CBG), которые являются наименьшими доступными географическими единицами, сохраняющими полные демографические и социально-экономические данные, предоставляемые Американским общественным опросом (ACS).

Анонимные данные о местоположении мобильного телефона были получены из SafeGraph, коммерческой компании, которая предоставила данные, охватывающие весь США, исследователям бесплатно. Набор данных охватывает 3,6 миллиона точек интереса по всей стране, включая те, которые продают алкоголь, такие как магазины спиртных напитков, бары, винодельни и пивоварни.

Исследование охватывает период, предшествующий, но не включающий статистически нарушающее начало COVID, и домашние местоположения посетителей точек продажи алкоголя были определены SafeGraph на основе ночных местоположений за предыдущие шесть недель. Точные траектории посещений и точные домашние местоположения пользователей не раскрываются в данных – выборка, соответствующая ‘общим’ границам районов, определенных в данных ACS.

Траектории, исследованные в работе, не обязательно коррелируют с посещениями магазинов спиртных напитков и домохозяйств, но могут представлять пути к другому домашнему местоположению с остановкой в магазине спиртных напитков по пути.

Хотя доступные данные о местоположении охватывают всю страну как потенциальную область исследования, исследователи выбрали Чикаго из-за относительно хорошо помеченных данных, доступных через систему CLEAR Департамента полиции Чикаго.

Набор данных CLEAR включает типы преступлений (такие как поджог или нападение), а также время, местоположение и пары широты/долготы для инцидента, среди других данных. Он также содержит бинарное значение для ‘Домашнего’, указывающее, что посещающие полицейские офицеры приписали инцидент Закону об домашнем насилии Иллинойса 1986 года.

Исследователи отмечают, что ряд не-‘домашних насилий’ преступлений (включая поджог) был ошибочно отнесен к этой категории и отфильтрован.

Слева, границы города Чикаго, вместе с группами переписи населения (CBG), справа, извлеченные инциденты домашнего насилия.

Только случаи, когда посещение магазина спиртных напитков длилось четыре или более минут, учитывались. Кроме того, исследователи признают, что нет способа знать, привело ли посещение к покупке или какой объем и тип покупки был сделан. Кроме того, они отмечают, что домашнее насилие считается одним из наиболее недоотчетных преступлений, что способствует приблизительному характеру результатов, полученных в исследовании.

Четыре подхода

Данные были исследованы с помощью четырех подходов: Случайный лес (RF), Обычная наименьшая квадратичная регрессия (OLS), Глубокая нейронная сеть (DNN) и Географически взвешенная регрессия (GWR). OLS и GWR являются статистическими, а не методами машинного обучения.

Общий обзор экспериментов, охватывающих четыре метода и четыре категории точек продажи алкоголя в данных SafeGuard, перекрестно-ссылающихся на инциденты домашнего насилия в данных CLEAR.

Результаты по четырем методам показывают, что связь между магазинами спиртных напитков и домашним насилием значительно варьируется по районам, хотя исследователи в конечном итоге заключают, что ‘увеличение посещений магазинов спиртных напитков связано с увеличением показателей ДН в большинстве районов Чикаго’.

Корреляция с инцидентами ДН, основанная на четырех типах точек продажи алкоголя, исследованных в работе: а) магазины спиртных напитков, б) бары, в) пивоварни и г) винодельни.

Работа содержит более подробный план социально-экономических и демографических показателей, связанных с анализами.

Авторы заявляют:

‘Наши результаты предоставляют дальнейшие идеи о связи между потреблением алкоголя и ДН. Среди четырех типов посещений точек продажи алкоголя посещения магазинов спиртных напитков имеют наиболее сильную связь с увеличением ДН в домохозяйствах посетителей магазинов спиртных напитков.’

‘Теория регулярной деятельности преступления предполагает три необходимых условия для совершения преступления, которые являются: мотивированный правонарушитель, потенциальная цель и отсутствие чего-либо, чтобы ингибировать поведение правонарушителя. Посещения магазинов спиртных напитков предполагают, что купленный алкоголь будет потреблен дома, где все три условия выполнены: правонарушитель и потенциальная цель находятся в близком расположении друг к другу, и алкоголь обеспечивает [дезингибитор]}’

Авторы также предлагают, что результаты таких исследований, как это, могут способствовать будущим политическим решениям, касающимся регулирования магазинов спиртных напитков в районах, где их связь с домашним насилием кажется очевидной из данных, с возможными вмешательствами, включая ограничение разрешенных часов продаж и ограничение количества лицензий на алкоголь.

* Мое преобразование встроенной цитаты авторов в гиперссылку.

Опубликовано впервые 9 марта 2022 года.