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基于自治计算的流行病传播网络建模与推断

软件学报 2012年第11期23卷 2955-2970页

作者：杨博刘际明杨建宁白媛刘大有吉林大学计算机科学与技术学院吉林长春130012 符号计算与知识工程教育部重点实验室(吉林大学) 吉林长春130012 香港浸会大学计算机科学系

现有的传播网络结构推断方法大都面向信息传播过程,所能处理的数据与可获得的流行病监控数据形式和特性均不相同,不适合处理具有粗粒度、时空多尺度和数据缺失等特性的流行病监控数据.针对该问题,提出了基于自治计算的流行病传播网络建... 详细信息

现有的传播网络结构推断方法大都面向信息传播过程,所能处理的数据与可获得的流行病监控数据形式和特性均不相同,不适合处理具有粗粒度、时空多尺度和数据缺失等特性的流行病监控数据.针对该问题,提出了基于自治计算的流行病传播网络建模方法和网络结构推断方法.该方法采用多自治体建模传播网络结构和流行病传播过程,采用蒙特卡罗模拟结合群智能优化的反馈过程调节系统参数,以缩小模拟系统涌现行为与真实监控数据间差异为目标,改变自治体的行为,促使模拟系统向真实系统逐步演化,以此方式推断出传播网络结构及与流行病相关的主要生物学参数.采用2009年H1N1猪流感在香港爆发的真实监控数据分析验证了所提出的模型与方法的有效性和适用情况,并以香港地区流行病风险评估为例介绍了流行病传播网络推断的一种应用模式.

关键词：流行病传播模型流行病传播网络自治计算多Agent 系统网络推断蒙特卡罗模拟时空数据挖掘

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基于自主计算的流行病传播网络建模方法

基于自主计算的流行病传播网络建模方法

作者：杨建宁吉林大学

学位级别：硕士

流行病的肆虐，对整个社会的生命财产产生了极大地威胁，对流行病传播的研究，可使政府有目的的制定决策，抑制疾病的快速传播。因此就历史流行病监控数据，推断出流行病传播特性和传播途径的网络结构具有非常重要的现实意义。本文从流... 详细信息

流行病的肆虐，对整个社会的生命财产产生了极大地威胁，对流行病传播的研究，可使政府有目的的制定决策，抑制疾病的快速传播。因此就历史流行病监控数据，推断出流行病传播特性和传播途径的网络结构具有非常重要的现实意义。本文从流行病传播动力学模型、网络模型、网络推断、多粒度数据适应情况等方面对流行病传播进行了研究,具体研究工作如下： 1)本文分析了传统医学领域关于流行病传播的研究方法和计算机领域关于信息传播网络学习方法的具体建模方法，并对二者与流行病传播网络建模方法进行比较，在医学与计算机领域的研究思路基础之上，我们给出适合流行病传播问题的传播网络建模方法。其中我们引入SEIR模型来描述流行病动力学行为，并引入传统的流行病的生物学参数来刻画疾病爆发特性;根据人的生物属性、社会属性、地理位置属性等进行分组，将每个组建模为网络中的节点，将各组间的交互概率建模为网络链接权重，从而建立网络结构。 2)目前针对流行病的监控数据存在很多的不确定性，如数据缺失，数据粒度不统一等情况，使得信息传播网络学习方法难以解决流行病传播网络推断问题，为了解决这一问题，本文基于AOC系统建立D-AOC（diffusion-AOC）系统框架，采用粒子群优化算法并结合蒙特卡洛模拟方法，对流行病生物学参数以及网络进行推断。并设计严谨的实验过程，在模型合理性、参数推断准确性、爆发趋势预测、风险估计等方面对D-AOC系统进行讨论。 3)对流行病传播网络模型进一步扩展，引入政府决策控制和民众心理反馈机制，模型中针对疾病信息公开程度对流行病传播的影响展开了研究，并给出带有信息公开策略的流行病传播动态网络模型GPFEM（Governmentdecision-making control and Public Feedback Epidemic Model），对真实数据取得了良好的模拟效果。实验结果表明，基于D-AOC的方法表现出较强的鲁棒性，能较好模拟流行病爆发的前期过程，并能较准确的推断流行病传播网络和生物学参数和估计流行病爆发趋势，并能根据缺失数据对系统参数较为准确的估计，且可对缺失数据补齐，在实验中给出D-AOC系统的实际应用，可估计未来三个月内各地区流行病感染风险，并在地图中形象的动态的展示各地区的感染风险。在D-AOC方法的基础上GPFEM扩展了流行病传播网络模型。引入经济，人口，距离等因素建模流行病传播网络，并根据政府控制措施的实施，GPFEM系统可较好的对真实数据中整个过程的爆发趋势进行模拟。

关键词：流行病传播模型流行病传播网络多Agent系统数据挖掘粒子群算法

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复杂网络中谣言的传播和驳斥研究

复杂网络中谣言的传播和驳斥研究

作者：解慧岩北京邮电大学

学位级别：硕士

谣言是人类相互交流过程中最常见的信息类型,它可以是流言蜚语、编纂的故事或者不正当的思想。在战争或者瘟疫爆发期间,谣言可能会引起社会的恐慌,有时谣言也会对个人名誉造成损害,所以了解谣言的传播方式有助于我们预测和减少谣言传播... 详细信息

谣言是人类相互交流过程中最常见的信息类型,它可以是流言蜚语、编纂的故事或者不正当的思想。在战争或者瘟疫爆发期间,谣言可能会引起社会的恐慌,有时谣言也会对个人名誉造成损害,所以了解谣言的传播方式有助于我们预测和减少谣言传播所造成的危害。为了模拟人类社会复杂的社会关系,科学家从图论中的简单图开始研究,到1960年Erdos和Renyi建立随机网络,再到1998年Watts和Strogatz提出了基于随机化重连的小世界网络,以及1999年Barabasi和Albert建立的BA无标度网络模型,每一次新网络模型的建立都越来越接近现实生活的网络,所以如今我们研究复杂网络上的相关问题依然会延续前人的理论。在复杂网络上研究谣言传播的模型是由经典的流行病传播模型——SIR模型演变过来的。从上世纪四、五十年代开始,微分方程数学模型逐渐受到重视,人们陆续提出了 SI,SIS, SIR等模型对不同类型的疾病进行模拟,一直到现在这几个模型在学术研究中仍然具有非常重要的地位。在经典的传播模型中,对于传播网络通常采用平均化的处理方法,这一点相对于现实网络并不是很准确,因此人们将复杂网络的理论引入疾病传播模型,构成了现在研究传播模型的基础。本文从复杂网络开始,第一章介绍了复杂网络的基本知识和几种较为经典的网络模型。然后在第二章,我们从流行病传播的数学模型开始,对模型的微分方程进行了介绍,然后逐步往复杂的模型演变,衍生出谣言传播模型。通过引入复杂网络中度分布的概念,将传统的传播模型放到了复杂网络上进行研究,形成复杂网络上的谣言传播模型。在第三章,我们提出了一种新的谣言传播模型,在该模型中我们将谣言的免疫者改为辟谣者,辟谣者会传播驳斥信息将传播者转化为辟谣者,同时考虑到谣言传播和驳斥途径的不同将两个过程分开在两层网络上进行。我们发现演化完成后,传播者并不像传统模型中的全部消失,受特殊网络结构的影响传播者最终会有存留。通过分析,我们发现一个节点以传播者形态剩余的概率与这个点在辟谣网络中所有邻居在传谣网络中度的总和成负相关。最后总结了谣言传播网络的发展历程,对模型中的重要结论做了归纳,分析了模型的优缺点,并展望了将来谣言传播研究的发展方向。

关键词：复杂网络流行病传播模型谣言传播模型双层网络

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GMPLS网络中的多元故障传播模型

计算机工程 2012年第4期38卷 95-96页

作者：桂兵祥丰洪才武汉工业学院计算机与信息工程系武汉430023

现有流行病传播模型的应用范围仅限于一元故障或同构网络。为此,提出一个通用多协议标志交换(GMPLS)网络中的多元故障传播模型。将网络节点功能分为控制层和数据层,并给出故障传播阈值的计算公式。使用不同的拓扑结构进行模拟实验,结果... 详细信息

现有流行病传播模型的应用范围仅限于一元故障或同构网络。为此,提出一个通用多协议标志交换(GMPLS)网络中的多元故障传播模型。将网络节点功能分为控制层和数据层,并给出故障传播阈值的计算公式。使用不同的拓扑结构进行模拟实验,结果均接近于理论值,验证了该模型的正确性。

关键词：流行病传播模型通用多协议标志交换网络多元故障节点状态

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人工社会建模虚拟仿真实验项目的设计与实现

中国现代教育装备 2021年第7期 65-68页

作者：鄢丹武汉理工大学管理学院湖北武汉430070

采用人工社会的分析方法,能够对经济管理领域的社会事件在可逆、重现、反复的环境下操作研究,更易于研究社会规律的形成和发展。阐释了人工社会建模虚拟仿真实验项目的设计与实现,该项目面向典型社会事件,设计财富演化糖域模型,流行病... 详细信息

采用人工社会的分析方法,能够对经济管理领域的社会事件在可逆、重现、反复的环境下操作研究,更易于研究社会规律的形成和发展。阐释了人工社会建模虚拟仿真实验项目的设计与实现,该项目面向典型社会事件,设计财富演化糖域模型,流行病传播模型,社会舆情演化模型进行实验,在互动操作中使学生掌握模型的构建,对社会问题的发展和演化形成深刻的理解。项目创新点为在经济管理实验中实现对现实事件的虚拟化,将不可逆的现实事件在实验环境下可重复操作,采用游戏化的方式增强实验的趣味性,通过多重实验环节设置使学生具有充分的实践性。

关键词：虚拟仿真实验人工社会糖域模型流行病传播模型社会舆情演化模型

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GIS与元胞自动机模型应用探讨

南阳师范学院学报 2007年第3期6卷 55-58页

作者：郑鑫河南大学黄河文明与可持续发展研究中心

通过对地理信息系统(G IS)与元胞自动机结合的可行性进行分析,在此基础上利用空间动态模型组件技术,使G IS与元胞自动机模型进行嵌套结合,从而构建了基于G IS的元胞自动机模拟流行病传播模型,并以SARS病毒传播为例验证了该模型的可靠性。

关键词：元胞自动机地理信息系统(GIS) 空间动态模型流行病传播模型