智能決策和社會分析新技術

在計算社會學、主體模型、統計合成人口、互動可視化分析等基礎上發展出來的社會行為模擬模擬的確為公共政策，特別是新政策制定的智能決策提供了新的思路和手段。它引領了一個新的方向，值得引起我們的關注。

美國公共領域智能決策的新技術

文 | 張小彥 來源 | 《財經網》

數據科學應用的一個重要方面是以數據為驅動的公共政策決策（Data-Driven Public Policies， DDPP）。大數據技術是一個決策支持的新武器，它能在智能決策過程中參考多類海量數據並實現實時性（real time）和互動性（interactive）。但是，目前大部分大數據項目屬於描述性（輪廓畫像、展示發生了什麼、現狀如何等）或探索性（在海量數據中尋找多維變數的相關性和某一現象的發展趨勢）分析。儘管大數據技術正在影響著各行各業，但描述性和探索性分析在公共政策的決策支持上仍存在著很大局限性。

描述性和探索性分析所用的是當前和歷史性數據，因此只能根據過去預測未來。其基本假設是「如果目前的趨勢繼續下去，我們預測未來將是這樣」。這類預測對判斷是否應該繼續現行政策有一定價值，但對新政策的效果預測則意義有限。新政策往往會影響到廣大群眾的生活，如能科學地對人們的社會行為進行模擬模擬，那將有重大意義。近年來在美國發展起來的數據科學新技術，應用統計合成人口數據模型對社會行為進行模擬模擬，代表了智能決策在公共政策領域裡應用的新前沿。

由於數據處理和分析技術能力的限制，應用數學模型進行社會行為模擬模擬在過去很難實現。近年來大數據、數據科學的高速發展，包括計算社會學（Computational Sociology）、主體模型（Agent based Modeling）、統計合成人口（Synthetic Populations）、互動可視化分析（Interactive Visual Analytics），使實時互動的社會行為模擬模擬成為可能。

二戰以後，美國社會學理論家帕森思（Talcott Parsons）創立了一種解釋複雜社會的通用理論，叫「結構功能主義」（Structural Functionalism）。該理論認為，社會是一個由結構（骨骼，bones）和功能（器官，organs）組成的複雜系統。生活在其中的個人是具有主觀能動性的行動者，他們時時與生活環境和周圍的人互動。每人都面臨多種行為選擇，而這些選擇會受到不同的物理和社會因素的制約。在這個理論的影響下，應用現代數據處理和分析技術（大數據、數據科學）對社會現象進行量化分析，計算社會學在21世紀初迅速發展起來。這個社會學新分支通過複雜的統計模型和社會網路分析方法對人（主體，agent），人們之間的互動，這些互動的效果，以及最終導致的社會變遷進行系統研究。雖然保有人文科學的特徵，計算社會學的興起受到自然科學（如物理學、計算機科學、和人工智慧等）的重大影響。

起源於20世紀70年代的主體模型（agent-based model， ABM）在21世紀初趨於成熟。主體模型的核心理念是被模擬的人（主體而不是客體）能根據不同信息在特定環境中主動採取行動而不是被動地聽取指令。社會中的人不但能對變化作出反應，而且能逐漸適應新環境。與傳統統計變數模型（結構方程模型、回歸模型等）相比，主體模型更接近社會現實，因此更適合社會行為模擬模擬。這一點對公共政策的智能決策有現實和深遠的意義。

社會行為的模擬模擬需要在人口群體中進行。在真人群體中進行試驗不但費用太高，而且在很多情況下違反人道主義。過去十幾年中迅速發展起來的統計合成人口（synthetic population）技術和方法為解決這個問題提供了新的途徑。而製作統計合成人口數據的關鍵是要讓它在結構（structure）和互動（dynamics）關鍵指標上與真實人口達到（或接近）一致。

數據互動可視化分析（Interactive Visual Analytics， IVA）是近幾年大數據技術發展的新亮點。在它出現以前，數據分析的結果很難通過簡明易懂的方式為決策者展示。當決策者看了分析結果、想進一步探索深層次問題時，常常要等數據分析員的下一輪分析出來才能實現。互動可視化分析能使決策者通過實時互動的方法對數據和信息進行多方位的探索，這使社會行為模擬模擬成為決策支持中及時和有效的工具。

在美國，社會行為模擬模擬已經被成功地應用到傳染病監控和交通管理等領域。由美國衛生研究院（National Institute of Health）資助、美國匹茨堡大學公共衛生學院開發的FRED（A Framework for Reconstructing Epidemiological Dynamics）傳染病擴散模擬模擬系統就是一例。

通過以上模擬模擬結果（紅點是感染，藍點是康復）我們可以及時地知道，80%免疫率產生的防禦牆在疫發152天後出現了失控，而95%免疫率有效地控制了傳染病擴散。FRED系統可以對多種傳染病進行模擬模擬，這種實時互動的信息無疑對傳染病防治和監控有直接指導意義。

作為智能決策方面的新技術，社會行為模擬模擬還存在很多局限，很多人對應用數學和統計模型模擬複雜社會行為的準確性和實用性存在質疑。社會行為模擬模擬還有很長一段的路要走。但我們應該看到，在計算社會學、主體模型、統計合成人口、互動可視化分析等基礎上發展出來的社會行為模擬模擬的確為公共政策，特別是新政策制定的智能決策提供了新的思路和手段。它引領了一個新的方向，值得引起我們的關注。

作者張小彥系社會學博士，20世紀80年代由費孝通先生推薦赴美留學。1989年獲匹茲堡大學社會學博士。二十多年來遵循費老「社會學為社會服務」的教誨，將社會科學與現代信息技術相結合開發社會管理和決策支持軟體系統。曾為美國聯邦政府和二十幾個州政府設計、建立了毒品濫用預防活動管理信息系統。現任一家軟體公司董事長兼資深科學顧問。

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