[發明專利]一種基于SEIR傳播模型的單一謠言源點溯源系統及方法

在審

• 申請號: 201910048956.1
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109918549A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 周由勝;伍楚君;徐光俠
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06F16/951
• 分類號: G06F16/951;G06F16/953;G06F16/9535;G06F16/33;G06Q50/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅;陳棟梁

1.一種基于SEIR傳播模型的單一謠言源點溯源系統，其特征在于，包括：SEIR傳播模型建立模塊、節點感染偏心距計算模塊及Jordan感染中心選取模塊；其中，所述SEIR傳播模型建立模塊，用于將網絡中所有的節點狀態模擬為SEIR傳播模型，即網絡中所有的節點狀態由以下四種狀態表示：潛伏態S、暴露態E、感染態I以及恢復態R，用于分析謠言在網絡中的傳播規律；所述節點感染偏心距計算模塊，通過節點狀態獲取軟件獲取當前網絡節點的感染快照，其中在感染快照中只能分辨出感染態I的節點，而不能分辨潛伏態S、暴露態E以及恢復態R的節點，根據感染態I節點在感染快照中的位置，計算網絡中各個節點與感染態I節點的距離，從而求出各個節點的感染偏心距；所述Jordan感染中心選取模塊，用于從所有節點的感染偏心距選取Jordan感染中心，并最終確定謠言源點。

2.根據權利要求1所述的一種基于SEIR傳播模型的單一謠言源點溯源系統，其特征在于，所述SEIR傳播模型建立模塊具體包括：

將網絡中所有的節點和邊模擬為一個無向的圖G＝{V，E}，其中V代表一個可數的節點集合，E代表一個可數的邊集合，在SEIR傳播模型中，網絡中的節點狀態可以用以下四種狀態來表示：潛伏態S、暴露態E、感染態I以及恢復態R，并在離散的時間片傳播系統下，假設所有節點在每個離散的時間片都可以根據各自之前時間片的狀態來改變自己的當前狀態；

在所述的SEIR傳播模型中，假設謠言開始傳播時，即時間片t＝0時，網絡中只有一個狀態為I的節點，即謠言源點s^*，隨后，s^*逐漸感染擴散周圍的S狀態節點，具體包括：

在傳播的每一個時間片，狀態為I的節點都會向狀態為S的鄰居節點傳播謠言，收到謠言的S狀態節點則轉變為E狀態，如果這些E狀態的節點相信謠言的真實性，并轉發謠言給S狀態的鄰居節點，則E狀態轉變為I狀態，如果E狀態的節點不相信謠言的真實性，并刪除謠言，E狀態轉變為R狀態，此外，如果處于I狀態的節點刪除謠言，則I狀態轉變為R狀態，而R狀態的節點不會再收到謠言。

3.根據權利要求1所述的一種基于SEIR傳播模型的單一謠言源點溯源系統，其特征在于，所述節點感染偏心距計算模塊具體包括：根據一個謠言傳播結果的網絡觀測快照Φ，只能分辨狀態為I的節點，而不能分辨其他狀態的節點，對于節點u，v∈V且節點v為感染態I，定義符號l(u,v)表示節點u到被感染節點v的最短路徑，則網絡節點u的感染偏心距定義為這個節點到其余被感染節點的最大距離，用公式表示如下：

4.根據權利要求3所述的一種基于SEIR傳播模型的單一謠言源點溯源系統，其特征在于，所述Jordan感染中心選取模塊，用于從所有節點的感染偏心距選取Jordan感染中心，并最終確定謠言源點，具體包括：

得到網絡中所有節點感染偏心距的大小，從所有網絡節點中選取Jordan感染中心，在網絡中，Jordan感染中心被定義為一個感染偏心距最小的網絡節點，用公式表示如下：

由于Jordan感染中心為謠言源點s^*概率較大的特點，最終確定謠言源點s^*。

5.一種基于SEIR傳播模型的單一謠言源點溯源方法，其特征在于，包括以下步驟：

SEIR傳播模型建立步驟：將網絡中所有的節點狀態模擬為SEIR傳播模型，即網絡中所有的節點狀態由以下四種狀態表示：潛伏態S、暴露態E、感染態I以及恢復態R，用于分析謠言在網絡中的傳播規律，獲取網絡感染快照，確定所有網絡節點的狀態；

節點感染偏心距計算步驟：從網絡感染快照中計算網絡中所有節點的感染偏心距；

Jordan感染中心選取步驟：從所有節點的感染偏心距選取Jordan感染中心，并最終確定謠言源點。