網(wǎng)絡(luò)詐騙案件熱度分析與時(shí)空預(yù)警模型研究

趙四方 周學(xué)廣 張志剛

摘要：以門戶網(wǎng)站獲取的公開新聞文本為數(shù)據(jù)源，利用詞頻統(tǒng)計(jì)和正則表達(dá)式方法，計(jì)算了時(shí)間熱度的月環(huán)比增長(zhǎng)率，構(gòu)建了熱度時(shí)間和空間模型。利用雙索引字典方法和均值聚類算法得到了時(shí)空分布模塊與預(yù)警模塊，并且構(gòu)建了上述工作的可視化模型。結(jié)果顯示，網(wǎng)絡(luò)詐騙案件呈低速增長(zhǎng)、由外內(nèi)遷的趨勢(shì)，研究成果豐富了相關(guān)領(lǐng)域的分析方法，可為相關(guān)部門決策提供一定的科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)詐騙；文本分析；均值聚類；可視化

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2018）20-58-4

Analysis and Study on Hot Degree and Spatio-temporal Early-warning Models of Internet Fraud

ZHAO Sifang1， ZHOU Xueguang2， ZHANG Zhigang2（1. Unit 92785， PLA，，Suizhong Liaoning 125200， China；2. Navy University of Engineering， Wuhan Hubei 430033， China）

0引言

根據(jù)CNNIC發(fā)布的《第40次中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》中數(shù)據(jù)顯示，截止2017年6月，中國(guó)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)7.51億，其中使用手機(jī)網(wǎng)上支付結(jié)算進(jìn)行線下購(gòu)物的網(wǎng)民比例達(dá)到61.6%[1]。在網(wǎng)絡(luò)線下支付等行為越來越普遍時(shí)，隨之而來的網(wǎng)絡(luò)詐騙案件也頻繁發(fā)生。盡管各地公安機(jī)關(guān)一直持續(xù)不斷打擊，但網(wǎng)絡(luò)詐騙社會(huì)危害性的復(fù)制性、聚焦性和擴(kuò)散性[2]的特點(diǎn)使得網(wǎng)絡(luò)詐騙案件容易“死而復(fù)生”。隨著文本內(nèi)容分析、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的成熟，社會(huì)上出現(xiàn)了一些有深度的技術(shù)層面的監(jiān)管措施，包括從用戶行為特征、掃描統(tǒng)計(jì)方法和涉案人群智能分析[3]等。

本文以中文網(wǎng)頁中關(guān)于網(wǎng)絡(luò)詐騙的新聞文本為數(shù)據(jù)源，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)詐騙熱度分析的時(shí)間和空間模型，運(yùn)用可視化技術(shù)直觀展示近年來我國(guó)網(wǎng)絡(luò)詐騙案件熱度分析和時(shí)空分析的變化趨勢(shì)。

1內(nèi)容分析方法在網(wǎng)絡(luò)文本中的應(yīng)用

傳播學(xué)家伯納德·雷爾森定義內(nèi)容分析為：“一種對(duì)具有明確特征的傳播內(nèi)容進(jìn)行的客觀、系統(tǒng)和定量的描述的研究技術(shù)”。[2]研究目標(biāo)主要為趨勢(shì)分析、現(xiàn)狀分析、比較分析和意向分析，其與數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)科結(jié)合，形成了對(duì)文本信息使用統(tǒng)計(jì)、分類和挖掘等方法，以獲得更深層次的技術(shù)。

本文研究過程中主要使用文本內(nèi)容分析正則表達(dá)式和詞頻統(tǒng)計(jì)技術(shù)。

①正則表達(dá)式可以用于從文中抽取特定的目標(biāo)信息內(nèi)容和數(shù)據(jù)。原理是用一串具有特定意義的字符作為正則運(yùn)算符來表示某種匹配規(guī)則，其主要應(yīng)用方向是Web信息內(nèi)容抽取，最基本的3種功能是匹配、替換和提取。本文中正則表達(dá)式主要使用了單模式匹配方法和雙模式匹配的貪心算法，單模式匹配方法是從文本中抽取對(duì)應(yīng)模式內(nèi)容，貪心算法是利用正則表達(dá)式組成邏輯結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)全部?jī)?nèi)容的匹配，方法是用.*？”表示匹配前文全部?jī)?nèi)容0或1次。

Pattern1+.*？+Pattern2，

式中，Pattern1表示正則表達(dá)式起始端；Pattern2表示正則表達(dá)式結(jié)束端；+表示連接正則表達(dá)式內(nèi)容。

②詞頻統(tǒng)計(jì)是文本分析中的基本步驟，通過對(duì)關(guān)鍵詞語的統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)文本主題內(nèi)容的抽取、分類和信息過濾等。目前詞頻統(tǒng)計(jì)規(guī)律的提出、驗(yàn)證及應(yīng)用等方面已有大量參考資料，本文使用基本的詞頻統(tǒng)計(jì)方法統(tǒng)計(jì)關(guān)鍵詞[4]的出現(xiàn)次數(shù)，通過分析后得出相應(yīng)結(jié)論。

2數(shù)據(jù)挖掘方法在分析和聚類中的應(yīng)用

3.1.2模型算法

模型算法包括了熱度分析時(shí)間統(tǒng)計(jì)表算法和月環(huán)比增長(zhǎng)率統(tǒng)計(jì)表算法，分別稱之為算法1與算法2。算法1前聲明時(shí)間序列列表date，列表中各個(gè)元素為匹配模式Pattern；聲明字典變量為dict_time。

算法1：輸入：文本數(shù)據(jù)wenebn.txt；輸出：熱度分析時(shí)間統(tǒng)計(jì)表hot_time.csv。步驟：①for i in range（0，len（date），1）；②key = re.findall（匹配模式=date[i]，匹配內(nèi)容=wenben.txt，換行處理re.S）；③dict_time [i] = len （key）；④文本指針歸0；⑤df = pandas.DataFrame（dict_time）；⑥df.to_csv（hot_time.csv保存路徑）。

算法2：輸入：算法1變量df；輸出：月環(huán)比增長(zhǎng)率統(tǒng)計(jì)表rate.csv。步驟：①df[增長(zhǎng)率]=0；②for i in range（1，len（df.index），1）；③df.ix[i，增長(zhǎng)率] = float（df.ix[i，對(duì)應(yīng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)的詞頻數(shù)值number]）/float（df.ix[i-1，對(duì)應(yīng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)的詞頻數(shù)值number]）-1；④df.to_csv（rate.csv保存路徑）。

3.2熱度分析空間模型

構(gòu)建熱度分析空間模型與熱度分析時(shí)間模型算法需要將相同省份名稱和詞頻頻率匯總為熱度分析空間統(tǒng)計(jì)表，保存為Excel格式，并進(jìn)行可視化工作及分析。

3.2.1正則表達(dá)式構(gòu)建和詞頻匹配

針對(duì)熱度分析的空間統(tǒng)計(jì)，可以以我國(guó)省份名稱作為正則表達(dá)式的匹配模式Pattern，正則表達(dá)式匹配前聲明字典變量，字典的索引值Key為省份名稱，字典對(duì)應(yīng)值Value為詞頻頻率。

3.2.2模型算法

熱度分析空間統(tǒng)計(jì)算法成為算法3。算法3前聲明省份名稱列表province，列表中各個(gè)元素為匹配模式Pattern；聲明字典變量dict_province。

算法3：輸入：文本數(shù)據(jù)wenebn.txt；輸出：熱度分析時(shí)間統(tǒng)計(jì)表hot_space.csv。步驟：①for i in range（0，len（province），1）；②key = re.findall（匹配模式=province[i]，匹配內(nèi)容=wenben. txt，換行處理）；③dict_province[i] = len（key）；④文本指針歸0；⑤df = pandas.DataFrame（dict_province）；⑥df.to_csv（hot_space. csv保存路徑）。

3.3時(shí)空統(tǒng)計(jì)預(yù)警模型

3.3.1時(shí)空統(tǒng)計(jì)模塊

時(shí)空統(tǒng)計(jì)模型使用了雙索引字典技術(shù)，分別為外層字典與內(nèi)層字典。具體方法與熱度分析時(shí)間和空間模型相同，正則表達(dá)式由“時(shí)間參量+.*？+空間參量”的匹配模式構(gòu)成，最終得到時(shí)空統(tǒng)計(jì)表，其包含了時(shí)間、省份和詞頻，并通過軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化展示。

3.3.2預(yù)警模塊

預(yù)警模塊以時(shí)空統(tǒng)計(jì)表為基礎(chǔ)，使用均值聚類法對(duì)月環(huán)比增長(zhǎng)率進(jìn)行聚類。具體方法是首先判斷月環(huán)比增長(zhǎng)率取值，對(duì)大于0的月環(huán)比增長(zhǎng)率進(jìn)行均值聚類，定義值為4，得到4類聚類結(jié)果，而月環(huán)比增長(zhǎng)率小于0的情況單獨(dú)歸為一類，總計(jì)得到5層分類結(jié)果。

3.3.3時(shí)空統(tǒng)計(jì)模塊算法

時(shí)空統(tǒng)計(jì)模塊算法稱為算法4。算法4使用算法1聲明的時(shí)間序列列表date和算法3前聲明的省份名稱列表provicne。聲明字典變量dict1。

算法4：輸入：文本數(shù)據(jù)wenben.txt；輸出：時(shí)空統(tǒng)計(jì)表time_space.csv。

步驟：①for i in range（0，len（date），1）；②定義字典dict2；③for k in range（0，len（province），1）；④key = re.findall（匹配模式=date[i]+.*？+province[k]，匹配內(nèi)容=wenben.txt，換行處理）；⑤dict2[province[k]] = len（key）；⑥文本指針歸0；⑦dict1[date[i]] = dict2；⑧df = pandas.DataFrame（dict1）；⑨df[rate]=0；⑩for i in range（1，len（df.index），1）；

4實(shí)驗(yàn)與分析

4.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境與數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

（1）實(shí)驗(yàn)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)是在JetBrains Pycharm Community Edition 2017.2上用Python2.7語言實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)可視化軟件為Excel2016，數(shù)據(jù)源為各個(gè)模型的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表。

（2）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

本文數(shù)據(jù)來自人民網(wǎng)社會(huì)模塊，在此以網(wǎng)絡(luò)詐騙為關(guān)鍵字檢索相關(guān)新聞，獲得了由2012年7月07日～2017年5月26日的全部文本新聞報(bào)道共計(jì)995篇。

4.2熱度分析時(shí)間結(jié)果

熱度分析的時(shí)間模型對(duì)2012年7月～2017年5月的時(shí)間進(jìn)行了匹配和統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過算法處理后得到熱度分析的時(shí)間統(tǒng)計(jì)表，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

根據(jù)得到熱度分析的時(shí)間統(tǒng)計(jì)表得到月環(huán)比增長(zhǎng)率表，表明網(wǎng)絡(luò)詐騙存在“死灰復(fù)燃”的特征，結(jié)果如表2所示。

4.3熱度分析空間結(jié)果

熱度分析空間統(tǒng)計(jì)模型對(duì)2012年6月～2017年5月間的我國(guó)31個(gè)省級(jí)行政區(qū)和港澳臺(tái)地區(qū)的名稱進(jìn)行了匹配和統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過算法處理后得到了熱度分析的空間統(tǒng)計(jì)表。網(wǎng)絡(luò)詐騙熱點(diǎn)省份由高至低的前10名省份統(tǒng)計(jì)結(jié)果由表1所示。

4.4時(shí)空統(tǒng)計(jì)預(yù)警模塊實(shí)驗(yàn)及結(jié)果

由于熱度分析的時(shí)間和空間模型剝離了時(shí)空相關(guān)性，其熱度分析時(shí)間統(tǒng)計(jì)表和熱度分析空間統(tǒng)計(jì)表不能作為時(shí)空統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)源，所以時(shí)空統(tǒng)計(jì)預(yù)警模塊對(duì)文本重新進(jìn)行了正則表達(dá)式匹配和詞頻統(tǒng)計(jì)。4.4.1時(shí)空統(tǒng)計(jì)模塊

時(shí)空統(tǒng)計(jì)模塊通過雙索引技術(shù)，利用時(shí)空相關(guān)性特點(diǎn)，通過算法處理后得到了時(shí)空統(tǒng)計(jì)表，從圖1可發(fā)現(xiàn)我國(guó)在2012年末～2014年1月和2015年3月～2016年1月是我國(guó)網(wǎng)絡(luò)詐騙的一個(gè)高發(fā)期，其中北京、上海和廣東一直是關(guān)注網(wǎng)絡(luò)詐騙案件的熱點(diǎn)地區(qū)，結(jié)果如圖2所示。

4.4.2預(yù)警模塊

預(yù)警模塊以時(shí)空統(tǒng)計(jì)圖為基礎(chǔ)，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，均值聚類方法迭代次數(shù)分析在21～24次之間。通過動(dòng)態(tài)圖發(fā)現(xiàn)我國(guó)網(wǎng)絡(luò)詐騙主要在沿海區(qū)域和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域，東南沿海區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間處于預(yù)警狀態(tài)。

5結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)詐騙是國(guó)內(nèi)的熱點(diǎn)與重點(diǎn)事件，空間模型在數(shù)據(jù)深度的提取上僅達(dá)到省、直轄市與自治區(qū)級(jí)別，仍具有地理深度上鉆取數(shù)據(jù)的價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。除此之外，未參考地域特征、人口文化素質(zhì)和經(jīng)濟(jì)收入等相關(guān)因素，因而本文的模型在構(gòu)建的方法上可以更加多樣化，其反應(yīng)的結(jié)果也將更加豐富。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)信息中心.中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告[R].北京：中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)信息中心，2017.

[2]朱少?gòu)?qiáng)，邱均平.文獻(xiàn)計(jì)量與內(nèi)容分析—文獻(xiàn)群中隱含信息的挖掘[J].圖書情報(bào)工作，2005，49（6）：19-23.

[3]王占宏.基于掃描統(tǒng)計(jì)方法的上海犯罪時(shí)空熱點(diǎn)分析[D].上海：華東師范大學(xué)，2013.

[4] Steven B，Ewan K，Edward L. Natural Language Processing with Python [M]. Sebastopol：OReilly Media，2009.

[5]程潔.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在情報(bào)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究現(xiàn)狀分析[J].現(xiàn)代情報(bào)，2005（10）：14-15.

[6]孫吉貴，劉杰，趙連宇.聚類算法研究[J].軟件學(xué)報(bào)，2008（1）： 48-61.

[7]曾接賢，王軍婷，符祥.K均值聚類分割的多特征圖像檢索方法[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2013，49（2）：226-230.

[8]周志華.機(jī)器學(xué)習(xí)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2016.