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了解美国的政策扩散:一种信息理论方法,用于揭示缓慢发展的复杂系统中的连接结构。 (英语) Zbl 1377.37120号

摘要:检测和解释相互作用组件之间的关系一直是动力系统研究的重点。在本文中,我们将这些类型的数据驱动分析扩展到公共政策领域,在公共政策领域中,各个立法实体相互作用,以改变其法律和政治环境。我们关注的是美国公共卫生政策,其复杂性决定了我们社会有效解决紧迫卫生问题的能力。长期以来,人们一直认为,美国一些州创新并制定新政策,而其他州则模仿成功或竞争的州。然而,国家向其他国家学习的程度,以及导致两个国家相互影响的国家特征,还没有完全被理解。在这里,我们提出了一种无模型的信息理论方法来衡量一个国家的政策或法律活动对其他国家的影响的存在和方向。具体来说,我们定制了一个流行的因果关系概念,以处理政策采纳动态的缓慢时间尺度,并从各州最近的法律制定历史中揭示各州之间的关系。该方法通过使用新的政策活动随机模型生成的替代数据进行验证。通过对酒精、驾驶安全和受损驾驶政策的真实数据的分析,我们为地理、政治意识形态、风险因素以及人口和经济指标在一个州在制定公共卫生监管方法时向他人学习的趋势中所起的作用提供了证据。我们的方法提供了一种新的无模型方法来揭示缓慢演化的复杂动力系统中的相互作用并建立因果关系。

MSC公司:

37纳米40 最优化和经济学中的动力系统
05C40号 连接性
94甲17 信息的度量,熵
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 医学研究所,《为公众健康:振兴法律和政策以迎接新挑战》,技术报告,国家科学院工程医学院,2011年。
[2] L.W.Green、J.M.Ottoson、C.Garcia和R.Hiatt,《信息传播理论与公共卫生中的知识传播、利用和整合》,年。《公共卫生评论》,第30期(2009年),第151-174页。
[3] C.R.Shipan和C.Volden,《政策传播:学者和实践者的七个教训》,《公共行政评论》,72(2012),第788-796页。
[4] G.Boushey,《美国政策扩散动力学》,剑桥大学出版社,剑桥,2010年。
[5] J.L.Walker,《创新在美国各州之间的传播》,Amer。政治科学。第63版(1969年),第880-899页。
[6] E.M.Rogers,《创新扩散》,第5版,自由出版社,纽约,2003年。
[7] C.Volden,《作为政策实验室:模拟儿童健康保险计划的成功》,Amer。政治科学杂志。,50(2006年),第294-312页。
[8] J.R.Logan和H.L.Molotch,《城市财富:地方政治经济学》,加州大学出版社,加州伯克利,2007年。
[9] S.Boccaletti、V.Latora、Y.Moreno、M.Chavez和D.Hwang,《复杂网络:结构和动力学》,Phys。众议员,242(2006),第175-308页·Zbl 1371.82002号
[10] F.S.Berry和W.D.Berry,《作为政策创新的州彩票采用:事件历史分析》,Amer。政治科学。修订版,84(1990),第395-415页。
[11] C.R.Shipan和C.Volden,《自下而上的联邦制:反吸烟政策从美国城市向各州的传播》,Amer。政治科学杂志。,50(2006年),第825-843页。
[12] L.A.Renzulli和V.J.Roscigno,《特许学校政策、实施和在美国的传播》,《社会学》。教育。,78(2005),第344-366页。
[13] V.Gray,《国家创新:扩散研究》,Amer。政治科学。第67版(1973年),第1174-1185页。
[14] F.J.Boehmke和P.Skinner,《重新审视国家政策创新性》,《国家政治政策四重奏》。,12(2012年),第303-329页。
[15] K.Josic和J.Rubin,{从耦合细胞系统的活动模式中导出有关架构的信息},SIAM J.Appl。动态。系统。,4(2005),第53-77页·Zbl 1090.34041号
[16] T.U.Singh、K.Manchanda、R.Ramaswamy和A.Bose,《随机图上的可激发节点:动力学与网络结构的关系》,SIAM J.Appl。动态。系统。,10(2011年),第987-1012页·Zbl 1238.05252号
[17] B.Cummins、T.Gedeon和K.Spendlove,《关于状态空间重构方法在确定因果关系中的功效》,SIAM J.Appl。动态。系统。,14(2015),第335-381页·Zbl 1370.37041号
[18] M.Timme和J.Casadiego,《从动力学揭示网络:导论》,J.Phys。A、 47(2014),343001·兹比尔1305.92036
[19] M.A.Kramer、U.T.Eden、S.S.Cash和E.D.Kolaczyk,{多元时间序列的置信网络推断},《物理学》。修订版E(3),79(2009),061916。
[20] S.G.Shandilya和M.Timme,{从复杂动力学推断网络拓扑},新物理学杂志。,13 (2011), 013004. ·Zbl 1448.37045号
[21] T.Schreiber,《测量信息传递》,Phys。修订稿。,85(2000),第461-464页。
[22] K.Hlavaíčkovaá-Schindler,M.Palus \780',M.Vejmelka,and J.Bhattacharya,{基于时间序列分析中信息理论方法的因果检测},Phys。众议员,441(2007),第1-46页。
[23] G.Sugihara,R.May,H.Ye,C.-H.Hsieh,E.Deyle,M.Fogarty和S.Munch,《检测复杂生态系统中的因果关系》,《科学》,338(2012),第496-500页·Zbl 1355.92144号
[24] J.Sun、D.Taylor和E.M.Bollt,{通过最佳因果熵进行因果网络推理},SIAM J.Appl。动态。系统。,14(2015),第73-106页·Zbl 1376.37123号
[25] J.Sun和E.M.Boltt,{因果熵确定了间接影响、相邻优势和预期耦合},Phys。D、 267(2014),第49-57页·Zbl 1285.62009号
[26] A.J.Majda和J.Harlim,{复杂动力系统子空间之间的信息流},Proc。国家。阿卡德。科学。美国,104(2007),第9558-9563页·Zbl 1155.37048号
[27] S.W.Raudenbush,《比较个人轨迹并从纵向数据中得出因果推论》,年。《心理学评论》,52(2001),第501-525页。
[28] J.E.Brand和Y.Xie,{时变处理和时变结果因果效应的识别和估计},社会学。方法。,37(2007),第393-434页。
[29] J.Runge、J.Heitzig、V.Petoukhov和J.Kurths,《在估计多元传递熵时逃离维数灾难》,Phys。修订稿。,108 (2012), 258701.
[30] J.Hlinka、D.Hartman、M.Vejmelka、J.Runge、N.Marwan、J.Kurths和M.Palus,{使用条件互信息推断定向气候网络的可靠性},熵,15(2013),第2023-2045页·Zbl 1296.62218号
[31] O.Stetter、D.Battaglia、J.Soriano和T.Geisel,{从钙成像信号对兴奋性神经元连接的无模型重建},《公共科学图书馆·计算》。《生物学》,8(2012),e1002653。
[32] R.Vicente、M.Wibral、M.Lindner和G.Pipa,《传递熵——神经科学有效连通性的无模型度量》,J.Compute。神经科学。,30(2011年),第45-67页·Zbl 1446.92187号
[33] D.Materasi和G.Innocenti,《通过高频分析揭示金融网络的连通性结构》,Phys。A、 388(2009),第3866-3878页。
[34] S.Butail、F.Ladu、D.Spinello和M.Porfiri,《动物-机器人交互中的信息流》,《熵》,16(2014),第1315-1330页。
[35] X.R.Wang、J.M.Miller、J.T.Lizier、M.Prokopenko和L.F.Rossi,{量化和追踪蜂群中的信息级联},《公共科学图书馆·综合》,第7期(2012年),e40084。
[36] F.Ladu、V.Mwaff、J.Li、S.Macr\`i和M.Porfiri,急性咖啡因给药会影响斑马鱼对机器人刺激的反应,《行为》。《大脑研究》,289(2015),第48-54页。
[37] T.Bartolini、V.Mwaffo、A.Showler、S.Macr、S.Butail和M.Porfiri,斑马鱼对3D同类群的反应:体型的影响,Biosimpir。仿生学。,11 (2016), 026003.
[38] S.Butail,V.Mwaffo,and M.Porfiri,{一种无模型信息理论方法,用于推断斑马鱼对的领导力},Phys。版本E(3)。93 (2016), 042411.
[39] N.Orange和N.Abaid,《蝙蝠领导-跟随者相互作用的传递熵分析》,《欧洲物理学》。J.规格顶部。,224(2015),第3279-3293页。
[40] X.Han,Z.Shen,W.-X.Wang和Z.Di,从稀疏数据中稳健重建复杂网络,Phys。修订稿。,114 (2015), 028701.
[41] D.Napoletani和T.D.Sauer,《重建稀疏连接动态网络的拓扑》,Phys。版本E(3),77(2008),026103。
[42] T.M.Cover和J.A.Thomas,《信息理论的要素》,威利,纽约,2012年·Zbl 1140.94001号
[43] 美国卫生与公共服务部,国家卫生统计中心,美国{健康,2013:处方药专题},http://www.cdc.gov/nchs/data/hus/hus13.pdf, 2013.
[44] R.B.Naumann、A.M.Dellinger、E.Zaloshnja、B.A.Lawrence和T.R.Miller,{按道路使用者类型划分的机动车相关致命和非致命伤害的发病率和总寿命成本,美国,}2005,交通伤害预防。,11(2010年),第353-360页。
[45] J.Rehm、C.Mathers、S.Popova、M.Thavorncharensap、Y.Teerawattananon和J.Patra,《柳叶刀》,373(2009),第2223-233页。
[46] 国家公路运输安全管理局,{交通安全事实,(2012年)数据},https://crashstats.nhtsa.dot.gov/Api/Public/ViewPublication/811870, 2013.
[47] D.Silver、J.Macinko、J.Bae、G.Jimenez和M.Paul,{1980-2010年美国交通安全政策环境和机动车死亡人数的变化},《公共卫生》,127(2013),第1117-1125页。
[48] J.Macinko和D.Silver,《改进国家卫生政策评估:衡量和分析议程》,Amer。《公共卫生杂志》,102(2012),第1697-1705页。
[49] D.Silver和J.Macinko,《国家卫生政策研究数据集(SHEPRD):1980-2010》,ICPSR\(34789\)-v\(2\),大学间政治和社会研究联合会,2013年。
[50] W.D.Berry、E.J.Ringquist、R.C.Fording和R.L.Hanson,《衡量美国各州的公民和政府意识形态》,1960-93年(更新\(2012)\)},Amer。政治科学杂志。,42(1998年),第327-348页。
[51] 国家公路交通安全管理局,{死亡分析报告系统(FARS)},http://www.nhtsa.gov/FARS, 2014.
[52] R.A.LaVallee、T.Kim和H.-y y.Yi,《98号监测报告:人均明显酒精消费:国家、州和地区趋势》,1977-2012年,http://pubs.niaa.nih.gov/publications/surveillance98/pcyr19702012.txt, 2014.
[53] 美国人口普查局,{历史贫困表},Ŭlhttps://www.census.gov/hhes/www/poverty/data/historical网站/, 2014.
[54] 美国人口普查局,http://www.census.gov/popest/data/histical/index.html, 2014.
[55] S.Lindquist,{国家政治数据和司法政治数据},存档于https://web.archive.org/web/2015031202414/http://academic.udayton.edu/SPPQ网址-TPR/TPR_data_sets.html。
[56] 美国运输部联邦公路管理局,{公路统计系列},http://www.fhwa.dot.gov/policyinformation/statistics.cfm。
[57] 美国商务部经济分析局(U.S.Department of Commerce Bureau of Economic Analysis),《区域经济核算——先前公布的估算》,http://www.bea.gov/regional/histdata/。
[58] G.Casella和R.L.Berger,《统计推断》,第2卷,达克斯伯里,加利福尼亚州太平洋格罗夫,2002年·Zbl 0699.62001号
[59] J.Runge、J.Heitzig、N.Marwan和J.Kurths,《定量因果耦合强度:与传递熵相关的多变量时间序列的lag-specific测度》,Phys。版本E(3),86(2012),061121。
[60] J.G.Orlandi、O.Stetter、J.Soriano、T.Geisel和D.Battaglia,{模拟钙成像中神经连接的传递熵重建和标记},《公共科学图书馆·综合》,9(2014),e98842。
[61] L.Paninski,熵和互信息的估计,神经计算。,15(2003年),第1191-1253页·Zbl 1052.62003年
[62] T.Fenner和A.Frieze,{论随机m-定向图和有向图的连通性},组合数学,2(1982),第347-359页·Zbl 0523.05056号
[63] A.P.Dempster、N.M.Laird和D.B.Rubin,{通过EM算法从不完整数据获得最大似然},J.Roy。统计师。Soc.序列号。B、 39(1977年),第1-38页·Zbl 0364.62022号
[64] J.H.McDonald,《生物统计手册》,第2卷,斯帕基出版社,马里兰州巴尔的摩,2009年。
[65] O.J.Dunn和V.A.Clark,《应用统计学:方差和回归分析》,第二版,威利出版社,纽约,1987年·Zbl 0664.62071号
[66] X.Gao,B.Xiao,D.Tao,X.Li,《图形编辑距离调查》,PAA模式分析。申请。,13(2010年),第113-129页·Zbl 1422.68211号
[67] D.A.Smirnov,{传递熵的虚假因果},物理学。E版(3),87(2013),042917。
[68] C.Z.Mooney,{国家政策扩散的区域效应建模},《政治研究夸特》。,54(2001),第103-124页。
[69] D.Strang和J.W.Meyer,《扩散的制度条件》,《理论社会》,22(1993),第487-511页。
[70] L.J.Grossback、S.Nicholson-Crotty和D.A.M.Peterson,《意识形态和政策传播中的学习》,Amer。《政治研究》,32(2004),第521-545页。
[71] 美国人口普查局,{美国统计摘要:第2节:出生、死亡、婚姻和离婚},http://www.census.gov/prod/2011pubs/12statab/vitstat.pdf, 2012.
[72] D.Sornette,《为什么股市崩盘:复杂金融系统中的关键事件》,普林斯顿大学出版社,新泽西州普林斯顿,2009年·Zbl 1126.91001号
[73] R.J.Whelan,《火灾生态学》,剑桥大学出版社,剑桥,1995年。
[74] G.King和L.Zeng,《解释国际关系中的罕见事件》,国际。器官。,55(2001),第693-715页。
[75] M.Zanin,{我们能忽略功能网络的多层结构吗?},Phys。A、 430(2015),第184-192页。
[76] M.C.Rulli、A.Saviori和P.D’Odorico,《全球土地和水资源掠夺》,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,110(2013),第892-897页。
[77] P.D’Odorico和M.C.Rulli,《第四次食品革命》,《自然》,6(2013),第417-418页。
[79] 国家酗酒和酗酒研究所,《未成年人饮酒:禁止举办未成年人聚会》,https://alcolpolicy.niaaa.nih.gov/。
[80] A.C.Wagenaar、E.M.Harwood、C.Silianoff和T.L.Toomey,《衡量公共政策:啤酒桶注册法案例》,Eval。程序。《规划》,28(2005),第359-367页。
[81] 国家酒精滥用和酗酒研究所,{APIS-零售:酒桶注册},http://alcopolicy.niaaa.nih.gov/keg_registration.html。
[82] 国家酗酒和酗酒研究所,《零售业:禁止非经营场所周日销售》,http://alcoverpolicy.niaaa.nih.gov/bans_on_off-premises_sunday_sales.html。
[83] 公共卫生法研究国家项目办公室,{\it Distracted driving map},Law Atlas,http://www.lawalas.org, 2014.
[84] A.F.Williams和A.K.Lund,《美国安全带使用法和乘员碰撞保护》,Amer。《公共卫生杂志》,76(1986),第1438-1442页。
[85] A.Cohen和L.Einav,《强制性安全带法律对驾驶行为和交通死亡的影响》,《经济评论》。统计学。,85(2003),第828-843页。
[86] 公路安全保险协会-公路损失数据协会,{安全带和儿童约束法},http://www.iihs.org/iihs/topics/laws/safetybeltuse。
[87] 公路安全保险协会-公路损失数据协会,{州法律:青少年},http://www.iihs.org/iihs/topics/laws/graduatedlicenseintro?topicName=青少年, 2014.
[88] J.Y.Bae、E.Anderson、D.Silver和J.Macinko,《1978-2010年美国儿童乘客安全法:在没有强有力的联邦干预的情况下的政策扩散》,《社会科学》。《医学》,100(2014),第30-37页。
[89] 国家酒精滥用和酒精中毒研究所,{APIS–运输:机动车辆中的开放式酒精容器},https://alcoholpolicy.niaaa.nih.gov/Open_Containers_of_Alcohol_in_Motor_Vehicles.html。
[90] 国家酒精滥用和酒精中毒研究所,{APIS–血液酒精浓度(BAC)限值:青年},https://alcoverpolicy.niaaa.nih.gov/Bloud_Alchol_Concentration_Limits_Youth_Underage_Operators_of_Noncommercial_Motor_Vehicles.html。
[91] 国家酒精滥用和酒精中毒研究所,{APIS–血液酒精浓度(BAC)限值:成人操作员非商用机动车},网址:https://alcoverpolicy.niaaa.nih.gov/Bloud_Alchol_Concentration_Limits_Adult_Operators_of_Noncommercial_Motor_Vehicles.html。
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