基于朋友關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)傳播與免疫機(jī)制研究.pdf

1、近年來，傳染病的大肆傳播為所有動(dòng)物的生存帶來危害，也讓人們面臨嚴(yán)重的健康問題。比如麻疹、天花、非典型肺炎、H1N1禽流感、H7N9，還有艾滋病、瘋牛病、埃博拉等。怎樣預(yù)防這些傳染病的爆發(fā)，怎樣控制它們的流行，是目前社會(huì)面臨的最為迫切解決的問題之一。因此，認(rèn)識(shí)不同傳染病的傳播特征，并在此基礎(chǔ)上對(duì)傳染病的傳播過程進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出有效的免疫策略將是本文研究的重要目的，也對(duì)傳染病傳播與免疫機(jī)制的研究具有極度重要的實(shí)際意義。隨著復(fù)雜網(wǎng)

2、絡(luò)的出現(xiàn)，將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論與傳染病傳播學(xué)聯(lián)系起來研究傳染病在網(wǎng)絡(luò)中的傳播行為，并為不同傳染病設(shè)計(jì)不同的免疫控制策略，成為研究傳染病傳播的一個(gè)重要方向。現(xiàn)在越來越多的學(xué)者們致力于傳染病傳播動(dòng)力學(xué)的研究，構(gòu)建了很多接近于現(xiàn)實(shí)世界的網(wǎng)絡(luò)模型、建立了不同傳染病的傳播模型、設(shè)計(jì)了許多控制傳染病傳播的免疫策略。雖然成果顯著，但仍有許多問題有待于研究。本文在理解傳染病傳播特征與免疫機(jī)制的研究現(xiàn)狀及相關(guān)成果的基礎(chǔ)上，對(duì)改進(jìn)的SIRS模型分析傳染病在兩種典

3、型網(wǎng)絡(luò)上的流行行為，通過計(jì)算得出相應(yīng)的傳播臨界值。另外，本文進(jìn)行了相關(guān)理論的模擬仿真實(shí)驗(yàn)。本文主要工作如下：
　　(1)基于兩種經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)對(duì)SIRS傳播模型進(jìn)行了改進(jìn)，并提出了最多公共朋友優(yōu)先免疫策略，即以不同的比例免疫網(wǎng)絡(luò)中與感染節(jié)點(diǎn)相鄰的直接鄰居節(jié)點(diǎn)和間接鄰居節(jié)點(diǎn)，但間接節(jié)點(diǎn)的免疫則要選取公共朋友最多的節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)隨機(jī)免疫、高危免疫、最多公共朋友優(yōu)先免疫這三種不同的免疫策略下傳染病在網(wǎng)絡(luò)中的傳播情況進(jìn)行了研究。理論分析與模擬實(shí)

4、驗(yàn)結(jié)果表明：最多公共朋友優(yōu)先免疫的效果比隨機(jī)免疫好，但差于高危免疫策略。而高危免疫存在一些局限性，例如，高危免疫在現(xiàn)實(shí)生活中是很難準(zhǔn)確地界定直接鄰居節(jié)點(diǎn)的。因此，針對(duì)傳統(tǒng)免疫策略的不足而提出的最多公共朋友優(yōu)先免疫是有效的，也更符合實(shí)際情況。
　　(2)基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)對(duì)SIRS傳染病傳播模型進(jìn)行了改進(jìn)。此動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)是基于BA無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的，保持網(wǎng)絡(luò)總邊數(shù)不變，按照特定的加邊、斷邊原則進(jìn)行加邊斷邊操作。這些加邊、斷邊操作反映了節(jié)點(diǎn)的活躍