基于馬爾科夫鏈的恐怖襲擊城市預(yù)測(cè)

李冉　蔣偉

摘 要：本文主要是基于馬爾科夫鏈，研究預(yù)測(cè)了中國(guó)最可能遭遇恐怖襲擊的前十大城市。首先我們以excel為工具將每個(gè)城市每年是否發(fā)生恐怖襲擊用0和1表示，形成馬爾科夫鏈;然后采用轉(zhuǎn)換概率來(lái)預(yù)測(cè)下一年發(fā)生恐怖襲擊的概率，以Matlab為工具編程計(jì)算概率，以此來(lái)預(yù)測(cè)前十大恐怖襲擊城市。

關(guān)鍵詞：馬爾科夫鏈;狀態(tài)轉(zhuǎn)換概率;恐怖襲擊概率

1 引言

1.1 背景

隨著全球恐怖組織勢(shì)力不斷壯大，全世界大部分地區(qū)都籠罩在恐怖主義陰影之下?？植澜M織攻城略地，肆意發(fā)動(dòng)爆炸襲擊，嚴(yán)重影響到人類正常生活與公共安全，其殘暴行徑為全世界所有愛好和平的人士所不齒，反恐斗爭(zhēng)已經(jīng)成為一項(xiàng)艱巨且迫在眉睫的任務(wù)。

1.2 研究?jī)?nèi)容

本文基于全球恐怖主義數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，用近30年來(lái)中國(guó)恐怖襲擊的相應(yīng)數(shù)據(jù)，研究預(yù)測(cè)中國(guó)最可能遭遇恐怖襲擊的前十大城市。

2 馬爾科夫預(yù)測(cè)模型

2.1 領(lǐng)土連接

恐怖襲擊往往與該地區(qū)的地理位置有很大的關(guān)系。通過(guò)全球恐怖主義數(shù)據(jù)庫(kù)的官方網(wǎng)站，我們獲得了中國(guó)多年來(lái)恐怖襲擊的地理分布圖，如圖1所示。

圖片中的顏色差異表示該地區(qū)恐怖襲擊的頻率。從圖7中我們可以清楚地看到，中國(guó)的恐怖襲擊主要分布在新疆、西藏、云南等國(guó)家以及國(guó)內(nèi)省會(huì)城市和重點(diǎn)城市。顯然，中亞地區(qū)和南亞金三角地區(qū)的恐怖襲擊次數(shù)十分頻繁，這在一定程度上助長(zhǎng)了與中國(guó)接壤的地區(qū)的恐怖襲擊。

2.2 馬爾科夫鏈的建立

為了完成這一模型的建立，我們首先統(tǒng)計(jì)了過(guò)去30年中各個(gè)城市的恐怖襲擊事件。對(duì)于多年來(lái)事故發(fā)生較少的城市，我們消除了它們，以簡(jiǎn)化問(wèn)題。然后，我們標(biāo)記每個(gè)城市是否每年發(fā)生恐怖襲擊，發(fā)生恐怖襲擊，我們記錄為1，沒有發(fā)生，則記錄為0.

因此，我們得到一個(gè)馬爾科夫序列，時(shí)間年份作為自變量，0或1作為因變量的序列。

我們以Xn（n=1，2，…）表示第n年在某地發(fā)生的恐怖襲擊的量，每個(gè)城市有四種表示形式，它們分別是“00”，“01”，“10”，“11”。我們使用近三十年的狀態(tài)轉(zhuǎn)換概率來(lái)預(yù)測(cè)下一年，狀態(tài)轉(zhuǎn)換概率可以使用以下公式計(jì)算：

下一年計(jì)算城市的概率可以表示為概率 P01或P11.

3 預(yù)測(cè)結(jié)果

我們將利用excel和Matlab整理計(jì)算出中國(guó)前十大城市的馬爾科夫鏈和恐怖襲擊概率，如表1所示。

4 結(jié)果分析

根據(jù)得到的結(jié)果，我們改變反映恐怖事件的具體指標(biāo)值，進(jìn)行敏感性分析，所預(yù)測(cè)城市并無(wú)大的變化，說(shuō)明我們的模型具有良好的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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