基于统计物理框架的人类卫生间使用行为的集体行为建模与预测研究

《Scientific Reports》：Statistical mechanics of restroom choice

　　

摘要

人类行为不仅受到社会互动的影响，也受到人们与环境互动方式的影响。理解这些在受限环境中的不同互动是行为科学的核心问题，但由于数据收集的困难，它仍然具有挑战性。我们关注具有固定数量设施（如小便池或马桶）的卫生间，作为研究人类行为的最小设置。我们介绍了一个基于网络的平台，能够在受控的卫生间布局中收集关于连续占用选择的大规模数据。我们使用受伊辛模型启发的统计物理框架分析构型之间的转移概率，并据此推断有效的人际互动和依赖地点的偏差。我们进一步开发了一个动力学模型，描述个体的到达和离开，使我们能够预测设施使用情况与利用率因子之间的关系。最后，我们证明该模型可以推广到不同大小的卫生间，能够从有限数据中预测使用情况和动态。除了这个特定系统外，我们的结果表明，简单的局部规则如何能在受限环境中产生可预测的集体行为，这对候车室或公共交通等广泛类型的公共场所具有启示意义。