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考虑网络流量的无标度网络病毒免疫策略研究

王亚奇 蒋国平

考虑网络流量的无标度网络病毒免疫策略研究

王亚奇, 蒋国平
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  • 考虑网络交通流量对病毒传播行为的影响,基于平均场理论研究无标度网络上的病毒免疫策略,提出一种改进的熟人免疫机理.理论分析表明,在考虑网络交通流量影响的情况下,当免疫节点密度较小时,随机免疫几乎不能降低病毒的传播速率,而对网络实施目标免疫则能够有效抑制病毒的传播,并且选择度最大的节点进行免疫与选择介数最大的节点进行免疫的效果基本相同.研究还发现,对于网络全局信息未知的情况,与经典熟人免疫策略相比,所提出的免疫策略能够获得更好的免疫效果.通过数值仿真对理论分析进行了验证.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号:60874091)、江苏省高等学校自然科学基础研究计划 (批准号:08KJD510022)、江苏省"六大人才高峰"计划 (批准号:SJ209006)、南京邮电大学引进人才计划 (批准号:NY209021)和江苏省高等学校研究生科研创新计划 (批准号: CX10B-193Z)资助的课题.
    [1]

    Dorogovtsev S N, Goltsev A V, Mendes J F F 2008 Rev. Mod. Phys. 80 1275

    [2]

    Pastor-Satorras R, Vespignani A 2001 Phys. Rev. Lett. 86 3200

    [3]

    Shi H J, Duan Z S, Chen G R, Li R 2009 Chin. Phys. B 18 3309

    [4]

    May R M, Lloyd A L 2001 Phys. Rev. E 64 066112

    [5]

    Wang Y, Zheng Z G 2009 Acta Phys. Sin. 58 4421 (in Chinese) [王 延、 郑志刚 2009 物理学报 58 4421]

    [6]

    Barabsi A L, Albert R 1999 Science 286 509

    [7]

    Barthélemy M, Barrat A, Pastor-Satorras R, Vespignani A 2004 Phys. Rev. Lett. 92 178701

    [8]

    Zhou T, Yan G, Wang B H 2005 Phys. Rev. E 71 046141

    [9]

    Yang R, Wang B H, Ren J, Bai W J, Shi Z W, Wang W X, Zhou T 2007 Phys. Lett. A 364 189

    [10]

    Kim B J, Jun T, Kim J Y, Choi M Y 2006 Physica A 360 493

    [11]

    Eubank S, Guclu H, Anil-Kumar V S, Marathe M V, Srinivasan A 2004 Nature 429 180184

    [12]

    Shi H J, Duan Z S, Chen G R 2008 Physica A 387 2133

    [13]

    Colizza B, Barrat A, Barthélemy M, Vespignani A 2007 BMC Medicine 5 34

    [14]

    Krause W, Scholz J, Greiner M 2006 Physica A 361 707

    [15]

    Meloni S, Arenas A, Moreno Y 2009 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106 16897

    [16]

    Pastor-Satorras R, Vespignani A 2002 Phys. Rev. E 65 036104

    [17]

    Cohen R , Havlin S, ben Avraham D 2003 Phys. Rev. Lett. 91 247901

    [18]

    Bai W J, Zhou T, Wang B H 2007 Physica A 384 656

    [19]

    Wang Y Q, Jiang G P 2010 J. Syst. Eng. 25 773(in Chinese) [王亚奇、 蒋国平 2010 系统工程学报 25 773]

    [20]

    Bogu M, Krioukov D, Claffy K C 2009 Nat. Phys. 5 74

    [21]

    Fu X C, Small M, Walker D M, Zhang H F 2008 Phys. Rev. E 77 036113

    [22]

    Callaway D S, Newman M E J, Strogatz S H, Watts D J 2000 Phys. Rev. Lett. 85 5468

    [23]

    Gómez-Gardenes J, Echenique P, Moreno Y 2006 Euro. Phys. J. B 49 259

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  • [1] 王亚奇, 蒋国平. 复杂网络中考虑不完全免疫的病毒传播研究. 物理学报, 2010, 59(10): 6734-6743. doi: 10.7498/aps.59.6734
    [2] 许 丹, 李 翔, 汪小帆. 复杂网络病毒传播的局域控制研究. 物理学报, 2007, 56(3): 1313-1317. doi: 10.7498/aps.56.1313
    [3] 王亚奇, 蒋国平. 基于元胞自动机考虑传播延迟的复杂网络病毒传播研究. 物理学报, 2011, 60(8): 080510. doi: 10.7498/aps.60.080510
    [4] 宋玉蓉, 蒋国平. 具有非均匀传输和抗攻击差异的网络病毒传播模型. 物理学报, 2010, 59(11): 7546-7551. doi: 10.7498/aps.59.7546
    [5] 王亚奇, 杨晓元. 一种无线传感器网络簇间拓扑演化模型及其免疫研究. 物理学报, 2012, 61(9): 090202. doi: 10.7498/aps.61.090202
    [6] 黄斌, 赵翔宇, 齐凯, 唐明, 都永海. 复杂网络的顶点着色及其在疾病免疫中的应用. 物理学报, 2013, 62(21): 218902. doi: 10.7498/aps.62.218902
    [7] 刘忠信, 陈增强, 袁著祉, 裴伟东. 无标度网络中最大传染能力限定的病毒传播问题研究. 物理学报, 2008, 57(11): 6777-6785. doi: 10.7498/aps.57.6777
    [8] 王延, 郑志刚. 无标度网络上的传播动力学. 物理学报, 2009, 58(7): 4421-4425. doi: 10.7498/aps.58.4421
    [9] 杨先霞, 濮存来, 许忠奇, 陈荣斌, 吴洁鑫, 李伦波. 无标度网络中基于能量的混合路由策略. 物理学报, 2016, 65(24): 248901. doi: 10.7498/aps.65.248901
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-08-22
  • 修回日期:  2010-09-09
  • 刊出日期:  2011-06-15

考虑网络流量的无标度网络病毒免疫策略研究

  • 1. (1)南京邮电大学控制与智能技术研究中心,南京 210003; (2)南京邮电大学控制与智能技术研究中心,南京 210003;南京邮电大学自动化学院,南京 210003
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号:60874091)、江苏省高等学校自然科学基础研究计划 (批准号:08KJD510022)、江苏省"六大人才高峰"计划 (批准号:SJ209006)、南京邮电大学引进人才计划 (批准号:NY209021)和江苏省高等学校研究生科研创新计划 (批准号: CX10B-193Z)资助的课题.

摘要: 考虑网络交通流量对病毒传播行为的影响,基于平均场理论研究无标度网络上的病毒免疫策略,提出一种改进的熟人免疫机理.理论分析表明,在考虑网络交通流量影响的情况下,当免疫节点密度较小时,随机免疫几乎不能降低病毒的传播速率,而对网络实施目标免疫则能够有效抑制病毒的传播,并且选择度最大的节点进行免疫与选择介数最大的节点进行免疫的效果基本相同.研究还发现,对于网络全局信息未知的情况,与经典熟人免疫策略相比,所提出的免疫策略能够获得更好的免疫效果.通过数值仿真对理论分析进行了验证.

English Abstract

参考文献 (23)

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