[논문 리뷰] Spatial concentration and temporal regularities in crime

Marcos Oliveira, Ronaldo Menezes|arXiv (Cornell University)|2019. 01. 11.

Crime Patterns and Interventions참고 문헌 43인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 복잡계 이론 프레임워크를 사용하여 범죄의 공간 집중성과 시간적 규칙성을 조사하며, 특정 도시 미세지역에서 범죄 클러스터가 발생하고 연주기적(1년 주기) 패턴을 보이며 국지적으로 비정상적임을 입증한다. 도시 전역에서는 정상적이지만 국지적으로는 시간이 지남에 따라 범죄 리듬이 변화하며, 도시 전역에서 파동형 패턴이 나타난다.

ABSTRACT

Though crime is linked to different socio-economic factors, it exhibits remarkable regularities regardless of cities' particularities. In this chapter, we consider two fundamental regularities in crime regarding two essential aspects of criminal activity: time and space. For more than one century, we know that (1) crime occurs unevenly within a city and (2) crime peaks during specific times of the year. Here we describe the tendency of crime to concentrate spatially and to exhibit temporal regularities. We examine these phenomena from the complex-system perspective of cities, accounting for the possibility of both spatial heterogeneity and non-stationarity in urban phenomena.

연구 동기 및 목표

• 다양한 도시에서 도시 범죄의 근본적인 공간적 및 시간적 규칙성을 이해하기 위해.
• 공간적 이질성과 비정상성이 범죄 동역학의 인식과 모델링에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 사회경제적 특수성과 무관하게 도시의 크기나 유형에 관계없이 범죄 패턴이 일관되게 유지되는지 평가하기 위해.
• 국소 수준의 변동성을 글로벌 규칙성과 통합하여 종합적인 도시 규모의 범죄 관점을 개발하기 위해.
• 정적 핫스팟 기반 모델이 아닌 동적이고 변화하는 범죄 패턴을 드러내어 근거 기반 정책 수립에 기여하기 위해.

제안 방법

• 다양한 도시 기하학과 블록 크기의 편향을 제거하기 위해 도시를 동일한 인구를 가진 공간 단위로 나눈다.
• 국소 수준의 범죄 데이터 시계열에 연속 웨이블릿 변환(Continuous Wavelet Transform, CWT)을 적용하여 주기성을 탐지하며, 특히 연주기적(1년 주기) 패턴을 포함한다.
• 시간 $ t $ 에서 통계적으로 유의미한 연주기적 주기성을 보이는 지역 수인 조합된 스케일 평균 파wer $ C^b(t) $ 를 정의하여 도시 전역의 계절적 범죄 패턴을 모니터링할 수 있도록 한다.
• 각 지역에서 유의미한 연주기적 밴드가 유지되는 기간 $ \Delta t $ 를 측정하여 시간적 안정성과 비정상성 여부를 평가한다.
• 12개의 미국 도시 데이터를 분석하여 국지적 동역학을 도시 수준의 집계 패턴과 비교한다.
• 하나씩 축적되는 접근 방식을 통해 국지적 비정상성이 어떻게 전체적으로는 안정된 도시 수준의 계절적 범죄 리듬을 형성하는지 연구한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 범죄는 다양한 도시 지역에서 얼마나 공간적으로 집중되어 있으며, 이 집중성은 도시의 크기나 범죄 유형에 따라 달라지는가?
• RQ2 국소 수준에서 연주기적(1년 주기) 범죄 패턴은 어떻게 나타나며, 이는 시간이 지남에 따라 안정적인가 아니면 변화하는가?
• RQ3 국지적 비정상성과 도시 전역의 정상성 사이의 관계는 무엇인가?
• RQ4 국소 주기성(예: 반년 주기, 3개월 주기)이 도시 수준의 범죄 패턴에 어떻게 기여하거나 사라지는가?
• RQ5 범죄 주기의 동적이고 파동형의 이동이 정적 핫스팟 기반의 범죄 모델에 얼마나 심각한 도전을 가하는가?

주요 결과

• 범죄는 강한 공간 집중성을 보이며, 소수의 미세지역 단위에서 범죄의 다수를 차지함으로써 '범죄 집중의 법칙'을 확인한다.
• 도시 전역에서 연주기적 범죄 리듬이 정상적이지만, 개별 지역에서는 비정상적이며, 중요한 연주기적 주기성이 시간이 지남에 따라 나타나고 사라진다.
• 유의미한 1년 주기 성분을 가진 지역 수($ C^b(t) $)는 도시 전역에서 시간이 지나도 비교적 안정되어 있어 일관된 도시 규모의 계절 패턴을 나타낸다.
• 각 지역에서 유의미한 연주기적 밴드의 지속 기간 $ \Delta t $ 는 전체 시계열보다 더 빨리 감소함으로써 국지적 범죄 주기가 일시적이고 지속적이지 않음을 시사한다.
• 범죄 패턴은 도시 전역에서 파동형 동적 패턴을 보이며, 시간이 지남에 따라 주기성이 지역 간에 이동함으로써 도시 전체가 동적이고 변화하는 시스템임을 나타낸다.
• 국소 수준의 공간적 이질성과 비정상성은 집계된 데이터만을 사용할 경우 글로벌 규칙성을 가림으로써 다중 척도 분석의 필요성을 강조한다.