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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流行病传播仿真,尤其是涉及一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法。
技术介绍
1、面对突发流行病的大规模传播,引导个体进行行为决策是公共卫生部门干预和控制流行病传播的重要手段。复杂网络学科的迅速发展为研究现实世界中的动力学行为提供了强有力的支撑。经典的集合种群网络模型通常用来模拟智能体的空间移动导致的流行病传播。
2、在现实情形下,智能体的移动行为通常受所处城市和周围城市的影响而改变,进而影响流行病传播过程。然而,现有技术和建模方法大都认为地点影响力是静态的,而忽略了地点影响力的动态变化,因此,难以准确地模拟真实环境中智能体的空间移动对流行病传播过程的影响。
3、基于以上分析,探讨智能体在流行病传播过程中的行为决策和研究基于动态的地点影响力模型下的流行病传播过程具有重要意义,可为准确模拟智能体的空间移动和流行病的时空传播提供依据。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,以更真实地模拟地点弹性影响力随时间变化从而影响智能体行为决策的过程。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:
3、本专利技术的一个方面,提供了一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,通过构建包括多个城市的二维网络并初始化所述二维网络中个体的流行病学状态,实现流行病传播的迭代仿真,其中,迭代仿真包括如下步骤:
4、构建包
5、基于城市中处在不同流行病学状态个体的数量,计算城市的动态地点弹性影响力;
6、基于动态地点弹性影响力计算个体在城市间的移动概率,并更新个体的位置;
7、利用基于动态免疫比例的随机免疫策略,更新所述二维网络中个体的流行病学状态。
8、作为优选的技术方案,所述流行病学状态包括易感态、免疫态和感染态。
9、作为优选的技术方案,所述动态地点弹性影响力采用下式计算:
10、
11、其中,xi(t)表示t时刻城市i的动态地点弹性影响力,si(t)表示t时刻城市i中易感态s个体的数量,ri(t)表示t时刻城市i中免疫态个体的数量,η为基础弹性影响力,γ为地点弹性系数。
12、作为优选的技术方案,所述移动概率采用下式计算:
13、
14、其中,pi→j(t)表示t时刻城市i中个体移动到城市j的概率,表示当前个体所在的城市和相邻八个城市的集合,xj(t)表示t时刻城市j的动态地点弹性影响力,δ表示地点弹性影响力的作用力指数。
15、作为优选的技术方案,更新二维网络中个体的流行病学状态的过程包括:
16、基于城市中易感态个体的数量,计算动态免疫比例,以所述动态免疫比例将城市内易感态个体的流行病学状态转换为免疫态;
17、基于城市规模计算感染率,以所述感染率将城市内易感态个体的流行病学状态转换为感染态;
18、基于城市规模计算恢复率,以所述恢复率将城市内感染态个体的流行病学状态转换为易感态。
19、作为优选的技术方案,所述迭代仿真的终止条件为达到预设最大时间步,且达到预设总仿真次数。
20、作为优选的技术方案,所述动态地点弹性影响力用于表征地点受到攻击而自我恢复的能力。
21、作为优选的技术方案,所述二维网络为矩形二维晶格网络。
22、本专利技术的另一个方面,提供了一种电子设备,包括:一个或多个处理器以及存储器,所述存储器内储存有一个或多个程序,所述一个或多个程序包括用于执行前述基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法的指令。
23、本专利技术的另一个方面,提供了一种计算机可读存储介质,包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序,所述一个或多个程序包括用于执行前述基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法的指令。
24、与现有技术相比,本专利技术至少具有以下有益效果之一:
25、(1)仿真更加贴近实际:本专利技术通过构建包括多个城市的二维网络并初始化所述二维网络中个体的流行病学状态,从而建立了结合智能体空间移动的集合种群网络模型,利用动态地点弹性影响力影响个体空间移动,利用动态的随机免疫机制更新个体的流行病学状态,更真实地模拟了地点弹性影响力随时间变化从而影响智能体行为决策的过程。
26、(2)应用广泛:本专利技术提供的二维晶格网络模型可用于模拟子种群间的个体移动和子种群内部个体间的流行病传播过程,进而分析常态地点弹性、动态地点弹性、基础弹性影响力和地点弹性系数等因素对智能体行为决策和流行病传播的影响,可为准确模拟智能体的空间移动和流行病的时空传播提供依据,同时可为制定合理有效的干预策略提供可供参考的指导。
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1.一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,通过构建包括多个城市的二维网络并初始化所述二维网络中个体的流行病学状态,实现流行病传播的迭代仿真,其中,迭代仿真包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,所述流行病学状态包括易感态、免疫态和感染态。
3.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,所述动态地点弹性影响力采用下式计算:
4.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,所述移动概率采用下式计算:
5.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,更新二维网络中个体的流行病学状态的过程包括:
6.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,所述迭代仿真的终止条件为达到预设最大时间步,且达到预设总仿真次数。
7.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹
8.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,所述二维网络为矩形二维晶格网络。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器以及存储器,所述存储器内储存有一个或多个程序,所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-8任一所述基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法的指令。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序,所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-8任一所述基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法的指令。
...【技术特征摘要】
1.一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,通过构建包括多个城市的二维网络并初始化所述二维网络中个体的流行病学状态,实现流行病传播的迭代仿真,其中,迭代仿真包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,所述流行病学状态包括易感态、免疫态和感染态。
3.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,所述动态地点弹性影响力采用下式计算:
4.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,所述移动概率采用下式计算:
5.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行病传播仿真方法,其特征在于,更新二维网络中个体的流行病学状态的过程包括:
6.根据权利要求1所述的一种基于随机免疫和地点弹性影响力的流行...
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