《複雜網路上的傳播動力學及其在病毒控制中的套用》是依託天津理工大學，由夏承遺擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複雜網路上的傳播動力學及其在病毒控制中的套用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：夏承遺
- 依託單位：天津理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對傳染病在社會群體中的傳播規律、計算機病毒在網際網路上的擴散過程等進行精確建模，進而設計有效的流行病的預防與控制策略是當前複雜系統和傳染病動力學領域研究的一個熱點問題。本項目主要研究複雜網路的巨觀結構和疾病的微觀感染機制對傳播動力學的影響，並探討在病毒控制中的套用，具體內容包括：提出具有社團結構的加權複雜網路模型，研究加權特性、社團結構與傳播動力學行為之間定性、定量的關係；建立個體隨感染狀態與網路拓撲結構共同演化的傳染模型，並研究該模型上的非線性震盪、分叉行為等動力學現象；探索個體對傳染病呈現不同抵抗力的分散式感染率以及傳染媒介對傳播行為的影響；分析蠕蟲病毒的傳播行為，設計基於節點局部拓撲信息的病毒控制策略和模型。項目的研究對於深刻理解發生在複雜網路上的各種傳播行為，對於有效抑制傳染病的傳播、計算機病毒的擴散等具有重要的現實意義。
結題摘要
本項目研究將平均場理論分析和計算機數值仿真相結合，深入探討複雜網路的巨觀結構和疾病的微觀感染機制對傳播動力學的影響，初步分析其在計算機病毒傳播建模和控制中的套用，並討論了空間格線上的演化合作行為。主要創新性的研究結果和發現包括：（1）探討了網路拓撲的動態變化與疾病傳播行為之間的定性關係，建立個體感染狀態與拓撲結構相互影響、共演化的傳染模型；（2）基於複雜網路框架，考慮疾病傳播非均勻感染作用、感染時延、傳播媒介、個體隔離、分散式感染率或治癒率等作用，提出了若干疾病傳播模型，並給出了模型參數與感染臨界值之間的定量關係，以進一步表征複雜網路上的流行病傳播行為；（3）分析了網際網路上蠕蟲、殭屍等病毒的傳播特性，提出了一種基於組特徵過濾器的檢測方法，從而為及時發現病毒爆發提供了可能，進而提出基於網路局部拓撲信息的病毒控制策略和控制模型，定量分析了具體控制策略、治療成本等對傳播行為的影響；（4）研究了空間格線上的演化合作行為，討論了個體以及連線權重分布、作用領域的增大、個體策略的更新規則、環境信息以及個體聲譽等特性對群體合作行為的影響。所有這些結果表明複雜系統的拓撲結構能顯著影響發生在系統上的動力學行為，與此同時具體的疾病感染特性、博弈合作機制等對系統行為的影響也不容忽視。項目的研究對於深刻理解發生在複雜網路上的各種傳播行為、設計有效的公共衛生管理政策等具有重要的現實意義。
