基于網(wǎng)絡鏈接態(tài)勢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)的瞬時性，醫(yī)療科技的進步并不能夠完全解決傳染病傳播的問題，因此，對傳染病的傳播機理和免疫策略的研究具有重要的現(xiàn)實意義。與此同時，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，整個人類社會日益趨向一體化，人與人之間的交流也變得更加密切和復雜

2、；這對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區(qū)域性問題，而需要全人類共同面對。
　　復雜網(wǎng)絡科學的發(fā)展與成熟，為預防傳染病傳播的研究提供了有力的理論基礎。特別是20世紀末，WS小世界網(wǎng)絡模型和BA無標度網(wǎng)絡模型的提出，分別揭示了現(xiàn)實網(wǎng)絡中的小世界特性和無標度特性，在全世界范圍內(nèi)掀起了研究復雜網(wǎng)絡的熱潮。而后有許多學者針對不同情況設計了不同的網(wǎng)絡模型、傳染病傳播模型以及相應的免疫策略，成果顯著。本文在現(xiàn)有研究的

3、基礎上，利用數(shù)學理論分析和計算機仿真相結(jié)合的方法，做了以下的研究工作：
　?。?）介紹了復雜網(wǎng)絡在傳染病傳播領域的應用、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，與感染源直接相連的節(jié)點為第一層葉子節(jié)點，第一層葉子節(jié)點的鄰居節(jié)點為第二層葉子節(jié)點，并以此類推。在傳播樹上，在同一層葉子節(jié)點中，其子節(jié)點越多的節(jié)點對感染源傳播影響權(quán)重越大。構(gòu)建感染源傳播樹的方法能

4、夠標識出影響病毒傳播權(quán)重較大的節(jié)點。權(quán)重優(yōu)先免疫策略是優(yōu)先免疫網(wǎng)絡中對傳播影響權(quán)重較大的節(jié)點。而后，本文利用數(shù)學建模分析和計算機仿真實驗相結(jié)合的方法，證明了權(quán)重優(yōu)先免疫策略對網(wǎng)絡上病毒傳播控制的高效性。
　?。?）設計了動態(tài)網(wǎng)絡模型，并分析了動態(tài)網(wǎng)絡中病毒的傳播特性。該動態(tài)網(wǎng)絡模型是反映人群網(wǎng)絡中人與人之間交往動態(tài)變化性。現(xiàn)實社會中，人與人之間的連接（交往）并非一成不變，而是會隨著時間推移發(fā)生變化。本文設置連接概率pij(0