[發明專利]基于自治計算的流行病傳播網絡建模與推斷

有效

• 申請號: 201210364148.4
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102945310A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 楊博
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于自治計算的流行病傳播網絡建模與推斷方法，其特征在于，包括如下步驟：

101：構造模擬流行病傳播過程的自治體系統(命名為D-AOC系統)；

102：采用蒙特卡羅模擬和負反饋機制，從流行病監控數據中推斷出D-AOC系統的參數，包括：流行病傳播網絡和與流行病有關的生物學參數。

2.根據權利要求書1所述的D-AOC系統，其特征在于，按照如下步驟構造：

201：建模流行病傳播網絡；

202：建模自治體；

3.根據權利要求書2所述的流行病傳播網絡，其特征在于，按照如下方式建模：

流行病傳播網絡包含N個節點。節點可表示具有不同大小的空間區域(如戶、村、鄉、鎮、縣、市)，也可表示復合群體(如不同年齡段的人口)。節點間的鏈接表示流行病傳播途徑，鏈接權重表示傳播強度。流行病傳播網絡表示為一個N×N矩陣A＝[a_ij]_N×N，a_ij表示節點i與節點j的鏈接權重，滿足0≤a_ij≤1和

4.根據權利要求書2所述的自治體，其特征在于按照如下方法定義自治體和自治體的狀態轉換規則：

401：定義自治體

流行病傳播網絡中的每個節點可包含多個自治體，節點i中自治體定義為如下的一個5元組：

(i，s，β_i，γ_i，τ_i)

其中，i表示自治體所在網絡節點的標識符；s表示自治體當前所處的狀態，自治體在每個時刻處于S(易感)、E(潛伏)、I(感染)和R(恢復)四種狀態之一；β_i，1/γ_i，1/τ_i分別表示節點i中自治體對流行病的抵抗力、流行病的潛伏期和患病之后的康復期，滿足0≤β_i，γ_i，τ_i≤1。令B＝(β₁，…，β_N)，H＝(γ₁，…，γ_N)，F＝(τ₁，…，τ_N)，向量B，H和F表示與流行病相關的生物學參數。

402：定義自治體的狀態轉換規則

規則1：當位于節點i中的自治體處于S狀態時，將以的概率進入E狀態。稱為節點i在t時刻的感染強度，由自治體對流行病的抵抗力和流行病傳播網絡共同決定，計算如下：

λi(t)=βiΣj=1NIj(t)Pj(t)aij]]>

其中β_i表示節點i中自治體對流行病的抵抗力，表示t時刻節點j中處于I狀態的自治體數目，表示t時刻節點j中自治體的總數，a_ij表示節點i和節點j之間的網絡鏈接權重。

規則2：自治體處于E狀態已經持續1/γ_i時間后進入I狀態；

規則3：自治體處于I狀態已經持續1/τ_i時間后進入R狀態；

規則4：自治體進入R狀態后則永久停留在該狀態，意味著它獲得了對流行病的終身免疫。