【摘要】：從古到今,傳染病一直是人類社會面臨的重大挑戰(zhàn),威脅人類生命安全,造成社會經(jīng)濟損失。隨著全球一體化的發(fā)展,世界各地之間頻繁交流,人際關(guān)系日益復雜,使疾病在人群中快速傳播,并擴散到世界各地。為制定有效的控制策略,研究學者開始研究疾病傳播規(guī)律。在其他學者研究基礎上,利用SIR傳播模型,研究疾病在移動人群中傳播的時空演化特征,以及研究了考慮空間距離和親密度權(quán)重這兩種特性的疾病傳播。為使能有效控制疾病,提出了一個免疫控制策略優(yōu)化方法。具體研究工作包括以下幾個方面:(1)考慮個體在社會中具有移動性,建立了智能體Agent的SIR傳播模型。利用仿真技術(shù)模擬傳染病在人群移動過程中的傳播,研究傳染病的空間分布情況和時間傳播規(guī)律。隨著個體的移動和接觸,疾病在人群中傳播,感染節(jié)點空間分布狀況,呈團狀,隨時間的變化,向四周擴散,最終使所有個體被感染。(2)在復雜網(wǎng)絡上提出了一個具有距離和親密度權(quán)重的SIR疾病傳播機制,分析疾病傳播特征。首先,我們考慮個體職住的中觀層面上的地域范圍,根據(jù)網(wǎng)絡節(jié)點間的空間距離,假設幾種不同的通勤半徑,研究考慮空間距離的疾病傳播特征。通過實驗仿真發(fā)現(xiàn),在沒有任何控制措施下,設定的通勤半徑d越小,疾病傳播速度越慢,疾病爆發(fā)期越晚,且峰值越小。其次,構(gòu)建加權(quán)網(wǎng)絡表示節(jié)點與節(jié)點之間的親密關(guān)系,權(quán)重值越大個體之間接觸的頻率越大,研究考慮親密度權(quán)重的疾病傳播特征,同時也與無權(quán)網(wǎng)絡的傳播進行對比。研究表明,疾病在規(guī)模相同的加權(quán)網(wǎng)絡中節(jié)點間關(guān)系越親密,疾病傳播速度越快,且在加權(quán)網(wǎng)絡中傳播速度比相同拓撲結(jié)構(gòu)無權(quán)網(wǎng)絡中傳播速度慢。由于距離和親密度都影響疾病的傳播,所以,最后研究了空間距離和親密度協(xié)同作用下的疾病傳播特征,發(fā)現(xiàn)節(jié)點間的距離越近和親密度權(quán)重越大,在網(wǎng)絡中越被優(yōu)先感染。(3)網(wǎng)絡節(jié)點免疫可有效的控制疾病傳播,但一般都是依據(jù)節(jié)點在網(wǎng)絡中的特性選擇免疫節(jié)點。在目標免疫的基礎上,提出免疫策略優(yōu)化方法。利用博弈論量化個體的經(jīng)濟收益,在自愿接種免疫的情況下,疾病傳播與博弈策略學習共同演化。利用網(wǎng)絡節(jié)點度中心性、介數(shù)中心性、接近度中心性、結(jié)構(gòu)洞約束系數(shù)這四類指標和隨機選取優(yōu)先接種的免疫節(jié)點,分析疫苗接種免疫策略的博弈學習的影響情況,選取整體經(jīng)濟損失最小的接種策略。研究發(fā)現(xiàn)優(yōu)先免疫網(wǎng)絡中相對重要的節(jié)點,能夠有效的促進節(jié)點疫苗接種策略的學習,從而實現(xiàn)疾病傳播的控制。
【圖文】：

患者與死亡個體統(tǒng)計圖

圖 3-2 2014-2015 埃博拉疫情空間擴散統(tǒng)計[87]西非的疫情已消除，但埃博拉病毒并沒有完全的被消滅，每年都會有人還沒有有效的疫苗。研究埃博拉病毒的傳播規(guī)律，對于該病毒或類似的有十分重要的意義。
【學位授予單位】：山東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R181

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本文編號：2650200