《時效複雜網路的圖譜分析及套用》是依託復旦大學，由李聰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：時效複雜網路的圖譜分析及套用
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李聰
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目綜合考慮時效網路的多種時效屬性，建立統一的時效網路框架模型，基於圖譜理論研究時效屬性對傳播動力學過程的傳播範圍、傳播臨界值及感染機率等特性的作用規律，剖析個體在時效網路上的中心性及所屬社團，提出基於圖譜理論的時效網路節點中心性指標和社團劃分方法，進而設計針對時效網路傳播免疫/控制策略。儘管圖譜理論在靜態複雜網路、數據挖掘和模式識別等領域有著廣泛的套用，但在時效網路中的套用研究還非常少。本項目的開展為理解時效網路自身演化規律與傳播動力學的因果關係和調控傳播動力學過程提供了一種新思路，能夠幫助我們更加深入地了解人類的集群行為，並推動對現實社會病毒傳播等動力學機制的理解，為更好地預測、調控和最佳化網路的集群行為，有效控制大規模疫情的爆發與蔓延，提供理論依據和方法指導，具有十分重要的學術價值和現實意義。
結題摘要
本項目對時效網路進行建模，分析了時效特性對傳播動力學的影響，發現時效網路中的探索連邊的比例增大會加速時效網路上的流行病傳播。基於譜特性分析了流行病傳播的節點脆弱性問題，我們發現，當有效傳播率等於傳播閾值的時候，個體感染機率正比於最大特徵向量；當有效傳播率足夠大的時候，節點被感染機率的排序和節點度的排序是相同的，並給出了排序隨有效感染率變化的軌跡交叉點的計算解析式，為根據交叉點數目選擇免疫策略提供參考。研究了時效網路中節點傳播能力與個體活躍度的相關性對流行病傳播臨界值的影響，探究了流行病空間入侵的推斷算法。研究了時效網路的社團檢測算法，提出根據動態模組度來識別網路中的穩定社團。項目組還將改進的社團挖掘算法套用到了中醫疾病預診，將社交群體劃分算法套用到了人類位置預測等領域。分析了社會網路的節點中心性和個體影響力的關係，以及在流行病免疫控制中管理節點的選取方法對社會成本最小化的影響，進一步地分析了信息傳播對免疫接種行為的影響，發現信息傳播不能促進個體的疫苗接種行為。本項目的研究為流行病傳播的免疫防控提供了理論支撐，還為時效網路上集群動力學的研究奠定了理論基礎。本項目的成果包括：Springer出版社的英文學術專著撰寫獨立章節1章，SCI/EI論文共18篇（包括NPG期刊Scientific Reports論文1篇，New Journal of Physics 論文1篇，IEEE Trans期刊論文3篇，其他期刊論文影響因子均大於2.5，在國際頂級會議IEEE國際電路與系統大會（ISCAS）、IEEE國際系統、人和控制論大會（SMC）、IEEE 控制與決策大會（CDC）等宣讀發表論文8篇）。
