[論文レビュー] Exploiting all phone media? A multidimensional network analysis of phone users' sociality

Matteo Zignani, Christian Quadri+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 14, 2014

Complex Network Analysis Techniques参考文献 13被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、12週間にわたり大手通信事業者のデータから取得した通話およびSMS記録を統合し、モバイル電話利用者の多次元的ネットワーク分析を実施した。その結果、通話ネットワークとSMSネットワークは部分的に重複しており、30%のユーザーが通話のみ、8%がSMSのみを用いることが判明した。これは、両方の通信層を併用することで社会的関係が顕著に豊かになることを示している。

ABSTRACT

The growing awareness that human communications and social interactions are assuming a stratified structure, due to the availability of multiple techno-communication channels, including online social networks, mobile phone calls, short messages (SMS) and e-mails, has recently led to the study of multidimensional networks, as a step further the classical Social Network Analysis. A few papers have been dedicated to develop the theoretical framework to deal with such multiplex networks and to analyze some example of multidimensional social networks. In this context we perform the first study of the multiplex mobile social network, gathered from the records of both call and text message activities of millions of users of a large mobile phone operator over a period of 12 weeks. While social networks constructed from mobile phone datasets have drawn great attention in recent years, so far studies have dealt with text message and call data, separately, providing a very partial view of people sociality expressed on phone. Here we analyze how the call and the text message dimensions overlap showing how many information about links and nodes could be lost only accounting for a single layer and how users adopt different media channels to interact with their neighborhood.

研究の動機と目的

• モバイルネットワークにおける通話とSMS通信層の重複度と構造的差異を調査すること。
• ユーザーの社会的行動が通信メディアによってどのように変化するかを理解し、音声通話のみが社会的絆を表すという仮定に疑問を呈すること。
• 隠れた社会的構造を単一層ネットワークでは見えない形で明らかにするために、多次元的ネットワーク指標を構築し適用すること。
• ユーザーが通話またはSMSのいずれかの媒体に限定的に依存する程度、あるいは異なる社会的関係に対して両方を併用する程度を定量化すること。

提案手法

• 通話記録（G_c）からなる1つの有向ネットワークとSMS記録（G_s）からなるもう1つの有向ネットワークを構築し、二重層ネットワーク G_cs を形成した。
• 集合演算を用いてノードおよびリンクの重複を定義した：|V_c ∩ V_s|、|V_c - V_s|、|V_s - V_c| を用いて、ユーザーのメディア選好を測定した。
• 異なるメディア層間での出隣接および入隣接領域の差を定量化するため、層間ジャコーディアン距離 φ を導入した：φ_{c,s}^{(·)}(u) = |Γ_d1^{(·)}(u) Δ Γ_d2^{(·)}(u)| / |Γ_d1^{(·)}(u) ∩ Γ_d2^{(·)}(u)|。
• 重ね合わせネットワーク G_cs におけるリンクのラベル相互性を測定し、マルチモーダル通信の度合いを評価した。例として、「通話のみ」、「SMSのみ」、または「両方」のラベルが付与されたリンクを評価した。
• 単一層ネットワークと二重層ネットワークの間で構造的性質を比較するために、標準的および新規の多次元的ネットワーク指標を適用した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ノードおよびリンクの観点から、通話ネットワークとSMSネットワークはどの程度重複しているか？
• RQ2 ユーザーは音声通話とテキストメッセージの間で、どのように通信の好みを分散させているか？
• RQ3 どの程度のユーザーが1つの媒体（通話またはSMS）のみを専用に使用し、あるいは両方を用いるか。また、その選択が彼らの社会的ネットワーク構造にどのように影響しているか？
• RQ4 ユーザーの近隣構造（イン・ネイバーおよびアウト・ネイバー）は、通信メディアによってどのように異なるか？
• RQ5 マルチモーダルな相互作用において、どの通信媒体が好まれており、それは社会的相互作用のパターンにどのような意味を持つのか？

主な発見

• アクティブユーザーの30%（540,985人中162,296人）が音声通話のみを用いており、8%（18,621人）がSMSのみを用いている。これは、メディア固有の行動が顕著であることを示している。
• ユーザーの62%（253,689人）が通話とSMSの両方を用いているが、これは多くのユーザーが1つの通信媒体に依存していることを示している。
• 層間ジャコーディアン距離分析により、約40%のユーザーが通話とSMSの間で、出隣接および入隣接関係に顕著な非対称性を示しており、その70%の関係で通話が優位な媒体であることが判明した。
• 通信リンクの46%が「通話」のみのラベル、31%が「通話およびSMS」の両方、わずか21%が「SMS」のみのラベルを有しており、音声通信への強い好みが示されている。
• 二重層ネットワークは、単一層ネットワークよりも顕著に多くの社会的つながりとより豊かな構造的パターンを捉えている。これは、1つの媒体のみを考慮すると社会的関係が過小評価されることを示している。
• 本研究は、通話ネットワークとSMSネットワークが互いに部分的に重複しているが、一方が他方の部分集合ではないことを確認した。各層には固有のユーザー行動と関係構造が存在する。