【摘要】：從古到今,傳染病一直是人類社會(huì)面臨的重大挑戰(zhàn),威脅人類生命安全,造成社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(fù)雜,使疾病在人群中快速傳播,并擴(kuò)散到世界各地。為制定有效的控制策略,研究學(xué)者開始研究疾病傳播規(guī)律。在其他學(xué)者研究基礎(chǔ)上,利用SIR傳播模型,研究疾病在移動(dòng)人群中傳播的時(shí)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(gè)免疫控制策略優(yōu)化方法。具體研究工作包括以下幾個(gè)方面:(1)考慮個(gè)體在社會(huì)中具有移動(dòng)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(dòng)過(guò)程中的傳播,研究傳染病的空間分布情況和時(shí)間傳播規(guī)律。隨著個(gè)體的移動(dòng)和接觸,疾病在人群中傳播,感染節(jié)點(diǎn)空間分布狀況,呈團(tuán)狀,隨時(shí)間的變化,向四周擴(kuò)散,最終使所有個(gè)體被感染。(2)在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上提出了一個(gè)具有距離和親密度權(quán)重的SIR疾病傳播機(jī)制,分析疾病傳播特征。首先,我們考慮個(gè)體職住的中觀層面上的地域范圍,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的空間距離,假設(shè)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(guò)實(shí)驗(yàn)仿真發(fā)現(xiàn),在沒(méi)有任何控制措施下,設(shè)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(luò)表示節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的親密關(guān)系,權(quán)重值越大個(gè)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(shí)也與無(wú)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的傳播進(jìn)行對(duì)比。研究表明,疾病在規(guī)模相同的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間關(guān)系越親密,疾病傳播速度越快,且在加權(quán)網(wǎng)絡(luò)中傳播速度比相同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)權(quán)網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)間的距離越近和親密度權(quán)重越大,在網(wǎng)絡(luò)中越被優(yōu)先感染。(3)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)免疫可有效的控制疾病傳播,但一般都是依據(jù)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的特性選擇免疫節(jié)點(diǎn)。在目標(biāo)免疫的基礎(chǔ)上,提出免疫策略優(yōu)化方法。利用博弈論量化個(gè)體的經(jīng)濟(jì)收益,在自愿接種免疫的情況下,疾病傳播與博弈策略學(xué)習(xí)共同演化。利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)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(biāo)和隨機(jī)選取優(yōu)先接種的免疫節(jié)點(diǎn),分析疫苗接種免疫策略的博弈學(xué)習(xí)的影響情況,選取整體經(jīng)濟(jì)損失最小的接種策略。研究發(fā)現(xiàn)優(yōu)先免疫網(wǎng)絡(luò)中相對(duì)重要的節(jié)點(diǎn),能夠有效的促進(jìn)節(jié)點(diǎn)疫苗接種策略的學(xué)習(xí),從而實(shí)現(xiàn)疾病傳播的控制。
【圖文】：

患者與死亡個(gè)體統(tǒng)計(jì)圖

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

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本文編號(hào)：2650200