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多关系网络上的流行病传播动力学研究

李睿琪 唐明 许伯铭

多关系网络上的流行病传播动力学研究

李睿琪, 唐明, 许伯铭
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  • 多关系网络已经吸引了许多人的注意, 目前的研究主要涉及其拓扑结构及其演化的分析、 不同类型关系的挖掘、重叠社区的检测、级联失效动力学等. 然而,多关系网络上流行病传播的研究还相对较少. 由此提出一种双关系网络模型(工作-朋友关系网), 研究多关系对于流行病传播动力学行为的影响. 在全接触模式下, 多关系的存在会显著降低网络中的爆发阈值, 使得疾病更容易流行而难以控制. 对比ER (Erdös-Rènyi), WS (Watts-Strogatz), BA (Barabási-Albert)三种网络, 由于结构异质性的差异, WS网络受到的影响最大, ER网络次之, BA网络最小. 有趣的是, 其爆发阈值的相对变化大小与网络结构无关. 在单点接触模式下, 增加强关系的权重将显著提升爆发阈值, 降低感染密度; 随着强关系的比例变化将出现最优值现象: 极大的爆发阈值和极小的感染密度. 随着强关系的边权增加, 达到最优值的边比例将减少. 更为有趣的是, 三个网络中优值出现的位置几乎一致, 独立于网络结构. 这一研究不但有助于理解多关系网络上的病毒传播过程, 也为多关系网络研究提供了一个新的视角.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11105025);博士后科学基金特别资助(批准号: 2012T50711);博士后科学基金(批准号: 20110491705);博士点新教师基金 (批准号: 20110185120021);香港特别行政区研究资助局项目(批准号: CUHK-401109);电子科技大学计算机学院银杏黄创新基金和电子科技大学第七期大学生创新基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-11
  • 修回日期:  2013-04-29
  • 刊出日期:  2013-08-05

多关系网络上的流行病传播动力学研究

  • 1. 电子科技大学互联网科学中心, 成都 610054;
  • 2. 香港中文大学物理系, 香港
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11105025)

    博士后科学基金特别资助(批准号: 2012T50711)

    博士后科学基金(批准号: 20110491705)

    博士点新教师基金 (批准号: 20110185120021)

    香港特别行政区研究资助局项目(批准号: CUHK-401109)

    电子科技大学计算机学院银杏黄创新基金和电子科技大学第七期大学生创新基金资助的课题.

摘要: 多关系网络已经吸引了许多人的注意, 目前的研究主要涉及其拓扑结构及其演化的分析、 不同类型关系的挖掘、重叠社区的检测、级联失效动力学等. 然而,多关系网络上流行病传播的研究还相对较少. 由此提出一种双关系网络模型(工作-朋友关系网), 研究多关系对于流行病传播动力学行为的影响. 在全接触模式下, 多关系的存在会显著降低网络中的爆发阈值, 使得疾病更容易流行而难以控制. 对比ER (Erdös-Rènyi), WS (Watts-Strogatz), BA (Barabási-Albert)三种网络, 由于结构异质性的差异, WS网络受到的影响最大, ER网络次之, BA网络最小. 有趣的是, 其爆发阈值的相对变化大小与网络结构无关. 在单点接触模式下, 增加强关系的权重将显著提升爆发阈值, 降低感染密度; 随着强关系的比例变化将出现最优值现象: 极大的爆发阈值和极小的感染密度. 随着强关系的边权增加, 达到最优值的边比例将减少. 更为有趣的是, 三个网络中优值出现的位置几乎一致, 独立于网络结构. 这一研究不但有助于理解多关系网络上的病毒传播过程, 也为多关系网络研究提供了一个新的视角.

English Abstract

参考文献 (50)

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