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考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法技术

技术编号:27940344 阅读:37 留言:0更新日期:2021-04-02 14:21
考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法。本发明专利技术公开了一种考虑个体状态和干预措施的时序网络流行病研究方法,该方法包括:首先,初始化网络中节点的活跃度和吸引力属性;其次,进行时序网络结构演化;接着,选定某种被动隔离策略和隔离率π,根据时序网络结构模拟流行病传播过程;然后,统计稳态时网络的感染态节点比例;最后,推导出随机隔离措施和隔离率π下,流行病的临界感染率阈值λ

【技术实现步骤摘要】
考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法
本专利技术涉及流行病传播
,特别涉及一种考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播动力学和控制方法。
技术介绍
在流行病传播领域中,通常需要采用各种控制方法去抑制流行病传播。常见的控制方法包括:主动隔离、被动隔离。主动隔离是易感个体变为感染个体时,感染个体主动减少自己与外界的接触机会。同时,易感个体有选择地降低与感染个体接触。被动隔离是政府等部门采取强制措施,使感染个体到医院进行隔离治疗。被送入医院的感染个体无法与他人接触,进而减少病毒的传播途径。通过采用上述两种方法,流行病能在早期阶段就被控制。现有技术中,大多是基于静态网络上的流行病控制方法研究接触者追踪、戴口罩或不戴口罩等控制措施对流行病传播的影响。现实生活中的社会系统结构通常是随时间变化的,在每时刻,个体会根据自己的活跃度与吸引力,主动激活连边和被动接收连边。研究时序网络上的流行病传播学有利于揭示网络结构和流行病传播之间的内在联系,从而更好地反映流行病在真实世界的传播情况。时序网络上流行病传播的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法,其特征在于:所述方法应用于时序网络中,操作步骤如下:/n步骤S1:初始化网络中节点的活跃度和吸引力属性;/n步骤S2:时序网络结构演化;/n步骤S3:根据时序网络结构,模拟流行病传播过程;/n步骤S4:统计稳态时网络的感染态节点比例;/n步骤S5:随机隔离措施和隔离率π下,流行病的临界感染率阈值λ

【技术特征摘要】
1.一种考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法,其特征在于:所述方法应用于时序网络中,操作步骤如下:
步骤S1:初始化网络中节点的活跃度和吸引力属性;
步骤S2:时序网络结构演化;
步骤S3:根据时序网络结构,模拟流行病传播过程;
步骤S4:统计稳态时网络的感染态节点比例;
步骤S5:随机隔离措施和隔离率π下,流行病的临界感染率阈值λc。


2.根据权利要求1所述的一种考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法,其特征在于,所述步骤S1初始化网络中节点的活跃度和吸引力属性,具体方法步骤为:
步骤S1.1:考虑“易感(S)-感染(I)-易感(S)”流行病传播模型;
步骤S1.2:用二元组(a,b)表示节点在S态时的活跃度和吸引力,对网络中所有节点在S态时的活跃度a和吸引力b赋值,分别服从指数为γa和γb的幂律分布:
步骤S1.3:考虑到个体在流行病传播过程中采取自适应行为,I态个体会主动减少与他人接触,S态个体也会主动减少与I个体的接触,节点在I态时活跃度与吸引力为(c1a,c2b),c1和c2分别表示活跃度a和吸引力b的调整系数,满足0<c1,c2≤1。


3.根据权利要求1所述考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法,其特征在于,所述步骤S2时序网络结构演化,具体方法步骤为:
步骤S2.1:所有节点根据自身的感染状态更新活跃度与吸引力,即:当节点在S态时,其活跃度与吸引力为(a,b);当节点在I态时,其活跃度与吸引力为(c1a,c2b)。
步骤S2.2:设定所有节点以自身活跃度进行激活后,称之为活跃态节点;当节点在S态时以活跃度a激活后,生成m条边连接到网络中的其余节点;网络中的其余节点会根据自身吸引力以概率(S态节点)或(I态节点)接收其中一条连边;当节点在I态时以活跃度c1a激活后,生成dm(d∈[0,1])条边连接到网络中的其余节点,网络中的其余节点会根据自身吸引力以概率(S态节点)或((I态节点)接收其中一条连边;其中,<bactual>表示当前网络中所有节点实际的平均吸引力;d表示连边数量调整系数,满足d∈[0,1]。非活跃态节点不能主动发边,但能接收连边;整个时序网络构建过程中,不允许自环和重复连边出现;
步骤S2.3:时序网络中所有连边持续时间为Δt。


4.根据权利要求1所述考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法,其特征在于,所述步骤S3根据时序网络结构,模拟流行病传播过程,具体方法步骤为:
步骤S3.1:采用“SIS”传播模型模拟病毒传播过程;
步骤S3.2:随机选择一定比例的节点作为初始I态种子节点;
步骤S3.3:每Δt时刻,网络按照步骤S2.1-S2.3的规则进行演化;
步骤S3.4:节点i更新自身的流行病状态;当节点i为S态时,节点i的每个I态邻居j以概率λ感染节点i;当节点i为I态时,以概率μ恢复成S态,以概率1-μ保持I态;
步骤S3.5:节点i由S态变为I态后,节点i的活跃度和吸引力会根据主动隔离措施和被动隔离措施而发生变化;
步骤S3.6:当采取主动隔离措施时,I态个体会主动减少与他人的接触,造成I态个体的活跃度减少;同时,由于S态个体也会减...

【专利技术属性】
技术研发人员:王冰解泽洋韩越兴
申请(专利权)人:上海大学
类型:发明
国别省市:上海;31

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