基于網(wǎng)絡(luò)鏈接態(tài)勢(shì)的病毒傳播與控制研究.pdf

1、自古以來，傳染病問題一直人類社會(huì)所面臨的難題，特別是在2014年埃博拉病毒疫情在西非的爆發(fā)和2015年寨卡病毒疫情在美洲的流行傳播再次引起了世界各地對(duì)如何有效抑制傳染病傳播這一問題的高度重視。由于傳染病病毒的變異性和爆發(fā)的瞬時(shí)性，醫(yī)療科技的進(jìn)步并不能夠完全解決傳染病傳播的問題，因此，對(duì)傳染病的傳播機(jī)理和免疫策略的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。與此同時(shí)，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，整個(gè)人類社會(huì)日益趨向一體化，人與人之間的交流也變得更加密切和復(fù)雜

2、；這對(duì)抑制傳染病傳播的研究帶來了巨大的挑戰(zhàn)。傳染病的流行將不是一個(gè)區(qū)域性問題，而需要全人類共同面對(duì)。
　　復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的發(fā)展與成熟，為預(yù)防傳染病傳播的研究提供了有力的理論基礎(chǔ)。特別是20世紀(jì)末，WS小世界網(wǎng)絡(luò)模型和BA無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模型的提出，分別揭示了現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中的小世界特性和無標(biāo)度特性，在全世界范圍內(nèi)掀起了研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的熱潮。而后有許多學(xué)者針對(duì)不同情況設(shè)計(jì)了不同的網(wǎng)絡(luò)模型、傳染病傳播模型以及相應(yīng)的免疫策略，成果顯著。本文在現(xiàn)有研究的

3、基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)理論分析和計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合的方法，做了以下的研究工作：
　?。?）介紹了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在傳染病傳播領(lǐng)域的應(yīng)用、分析方法和研究現(xiàn)狀。
　?。?）提出了構(gòu)建感染源傳播樹的算法和權(quán)重優(yōu)先免疫策略。在感染源傳播樹中，感染源為根節(jié)點(diǎn)，與感染源直接相連的節(jié)點(diǎn)為第一層葉子節(jié)點(diǎn)，第一層葉子節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)為第二層葉子節(jié)點(diǎn)，并以此類推。在傳播樹上，在同一層葉子節(jié)點(diǎn)中，其子節(jié)點(diǎn)越多的節(jié)點(diǎn)對(duì)感染源傳播影響權(quán)重越大。構(gòu)建感染源傳播樹的方法能

4、夠標(biāo)識(shí)出影響病毒傳播權(quán)重較大的節(jié)點(diǎn)。權(quán)重優(yōu)先免疫策略是優(yōu)先免疫網(wǎng)絡(luò)中對(duì)傳播影響權(quán)重較大的節(jié)點(diǎn)。而后，本文利用數(shù)學(xué)建模分析和計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，證明了權(quán)重優(yōu)先免疫策略對(duì)網(wǎng)絡(luò)上病毒傳播控制的高效性。
　?。?）設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型，并分析了動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)中病毒的傳播特性。該動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型是反映人群網(wǎng)絡(luò)中人與人之間交往動(dòng)態(tài)變化性。現(xiàn)實(shí)社會(huì)中，人與人之間的連接（交往）并非一成不變，而是會(huì)隨著時(shí)間推移發(fā)生變化。本文設(shè)置連接概率pij(0