[發明專利]一種流行病傳播分析方法及系統

有效

• 申請號: 202110402578.X
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113312581B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 吳江;左任銜;胡忠義;賀超城
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G16H50/80
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 鄧彥彥;廖盈春

1.一種流行病傳播分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

基于微觀馬可夫鏈方法，確定信息與流行病協同擴散的多層耦合網絡；所述多層耦合網絡包括：信息傳播層和流行病擴散層；所述信息傳播層包括：無意識的節點和有意識的節點，流行病擴散層包括：易感染節點和被感染節點；

將所有節點按照轉化效率劃分成高信息素養節點和低信息素養節點；所述轉化效率指的是將吸收外部流行病信息轉化為自身防范意識的效率；當節點的轉化效率在預設范圍內時，將其歸為高信息素養節點，否則將其歸為低信息素養節點；

基于各個節點從外部信息習得防范意識的概率、無防范意識節點被已感染鄰居感染的概率、受感染節點恢復健康狀態的概率以及有防范意識處于易感狀態節點將意識轉化為保護行為降低自身被傳染可能性的概率，在所述多層耦合網絡中確定各個節點處于三種不同狀態的概率，所述三種不同狀態包括：無防范意識且易感染、有防范意識且易感染以及有防范意識且被感染；

其中，高信息素養節點i_h處于三種不同狀態的概率分別為：

其中，為在t+1時刻高信息素養節點處于無意識且易感狀態的概率，為在t+1時刻高信息素養節點處于有意識且易感狀態的概率，為在t+1時刻高信息素養節點處于感染狀態的概率，δ為節點失去防范意識轉變為無防范意識節點的概率，AI(h)指的是有防范意識且被感染的高信息素養節點，UI指的是無防范意識且被感染的節點，θ為高信息素養節點的轉化效率，λ₁為從社交媒體習得防范意識的概率，μ為受感染的節點可能恢復健康的概率，為節點i_h不從被感知的鄰居節點重新傳播的信息中獲取防范意識的轉移概率，為無防范意識節點不被感染的轉移概率，為有防范意識節點不被感染的轉移概率，US表示無防范意識且易感染狀態、AS表示有防范意識且易感染狀態，AI表示有防范意識且被感染狀態；

低信息素養節點i_l處于三種不同狀態的概率分別為：

其中，為在t+1時刻低信息素養節點處于無意識且易感狀態的概率，為在t+1時刻低信息素養節點處于有意識且易感狀態的概率，為在t+1時刻低信息素養節點處于有意識且被感染狀態的概率，和則是對應t時刻狀態的概率，為節點i_l不從被感知的鄰居節點重新傳播的信息中獲取防范意識的轉移概率。

2.根據權利要求1所述的流行病傳播分析方法，其特征在于，節點不從被感知的鄰居節點重新傳播的信息中獲取防范意識的轉移概率，分別為：

其中是節點j有防范意識的概率，j是鄰居節點數，a_ji是信息傳播層的鄰接矩陣，λ₂為節點從有意識其他個體來源獲取防范意識的概率，β^U為無防范意識節點被已感染鄰居感染的概率，表示節點j處在AI狀態的概率，節點j處在AS狀態的概率。

3.根據權利要求2所述的流行病傳播分析方法，其特征在于，和分別為：

其中，b_ji是流行病擴散層的鄰接矩陣，β^A＝αγβ^U+(1-α)β^U，β^A為有意識的節點被感染的概率，α為每個有意識節點將意識轉化為防范行為的概率，γ為有防范意識處于易感狀態節點將意識轉化為保護行為降低自身被傳染可能性的概率。