面向疾病传播的人工社会元建模方法研究与实现

发布时间：2017-09-02 09:40

  本文关键词：面向疾病传播的人工社会元建模方法研究与实现

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【摘要】：近年来地区性、全球性传染病爆发情况呈越发严重的趋势,而随着社会的发展,疾病传播逐渐向复杂化、网络化、社会化方向发展,公共卫生部门在进行疾病防控干预措施决策时面临很大困难,迫切需要建立一套可定制、可计算、可扩展的 情景—应对‖型动态仿真系统。而作为一种自底向上研究复杂系统的方法,人工社会已经成为研究人类社会复杂性和复杂现象的重要方法,在传染病传播研究中也有很好的应用前景。人工社会涉及多个领域,对其建模要考虑到多领域性的特征。因此,需要研究支持人工社会多个领域建模和模型互操作的理论方法及技术。基于元建模技术及模型变换技术的领域特定建模可为这一问题提供良好的解决方案。本文在 非常规突发事件模拟仿真与计算实验集成升华平台‖研究的背景下,提出了一种面向疾病传播的人工社会元建模方法,并将通用建模环境(GME)作为领域特定建模(DSM)工具构造了公共卫生事件用例。主要研究内容如下:1)基于元建模方法,构造了面向疾病传播研究的人工社会领域建模语言。本文深入研究了模型驱动架构(MDA)、元建模、领域建模语言(DML)、模型变换等基本概念,辨析了这些概念之间的内在联系和区别;分析了面向疾病传播的人工社会建模特点及困难,针对性地设计了基于元建模方法的人工社会领域建模语言,该语言采用元模型、扩展对象约束语言(OCL)对抽象语法进行建模,采用图形化的方式对具体语法进行建模。2)基于模型变换方法实现了人工社会领域建模语言的语义建模,提出了两类共三种模型变换方法。本文设计并实现了人工社会领域模型到典型建模范式有限状态机的模型变换,以及有限状态机到代码的变换。此外,还结合工程实践,提出了领域模型直接向代码变换的方法。这两类共三种模型变换有效的完成了领域建模语言的语义建模,保证了系统开发的高效性、模型的易维护性和代码的一致性。3)构建了常见的疾病干预防控措施模型并进行了计算实验。构建面向疾病传播研究的人工社会的目的是为疾病防控提供决策支持,本文通过对常见的几种疾病防控措施建模并仿真,评估了投放疫苗、隔离患者、定向隔离密切接触者、关闭公共场所等措施的实际效果。相对于传统方法给出的定性结果,计算实验方法提供了更为详细的定量结果,解决了以往疾病防控措施效果无法量化评估,参数凭经验制定等问题。论文的研究一方面成功地将元建模方法应用于面向疾病传播研究的人工社会建模过程,为定量地检验传染病防控措施的效果及参数的灵敏性提供了技术支撑,同时也丰富了仿真学科的基本建模理论方法。另一方面构造了基于元建模方法的人工社会领域建模语言,极大提升了人工社会系统的拓展性、可重用性、互操作性以及集成能力。
【关键词】：人工社会 元建模 模型变换 领域特定建模语言(DSML)
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R181
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 绪论13-24
• 1.1 选题背景及意义13-15
• 1.1.1 研究背景13-14
• 1.1.2 研究意义14-15
• 1.2 研究问题及现状15-20
• 1.2.1 人工社会疾病传播模型研究15-16
• 1.2.2 基于元建模的人工社会建模语言16-18
• 1.2.3 面向疾病传播的应急干预措施建模和计算实验18-20
• 1.3 研究内容、组织结构与创新点20-24
• 1.3.1 论文研究内容20-21
• 1.3.2 论文组织结构21-22
• 1.3.3 论文的创新点22-24
• 第二章 面向疾病传播的人工社会领域建模语言设计24-46
• 2.1 建模仿真基本概念24-27
• 2.1.1 建模与仿真24-25
• 2.1.2 概念模型25-26
• 2.1.3 数据模型26
• 2.1.4 仿真程序26-27
• 2.2 基于模型驱动的领域建模环境27-33
• 2.2.1 模型驱动架构(MDA)29-32
• 2.2.2 领域建模语言与领域建模环境32-33
• 2.3 面向疾病传播的人工社会领域元建模33-45
• 2.3.1 承灾体人工社会元建模36-40
• 2.3.2 突发事件传染性疾病元建模40-41
• 2.3.3 应急管理公共卫生事件管控元建模41-43
• 2.3.4 基于对象约束语言（OCL）的模型约束43-45
• 2.4 本章小结45-46
• 第三章 模型变换方法46-58
• 3.1 模型变换方法概述46-47
• 3.2 领域概念模型到典型建模范式的模型变换47-51
• 3.3 建模范式到代码模型的变换（代码自动生成）51-56
• 3.3.1 典型建模范式到代码模型的变换51-54
• 3.3.2 领域建模范式到代码模型的变换54-56
• 3.4 本章小结56-58
• 第四章 人工校园H1N1传播与控制计算实验58-69
• 4.1 案例描述58
• 4.2 系统设计58-65
• 4.2.1 承灾体模型设计58-62
• 4.2.2 突发事件模型设计62
• 4.2.3 应急管理模型设计62-64
• 4.2.4 模型变换64-65
• 4.3 计算实验65-68
• 4.3.1 疾病自由扩散65-66
• 4.3.2 初始化加载免疫措施66-67
• 4.3.3 隔离措施67-68
• 4.3.4 隔离加关闭公共场所措施68
• 4.4 本章小结68-69
• 第五章 总结与展望69-72
• 5.1 工作总结69-70
• 5.2 将来的研究工作70-72
• 致谢72-74
• 参考文献74-79
• 作者在学期间取得的学术成果79
• 作者在学期间参加的科研项目79

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1 余江,臧雷,李秀华,战同霞,杨惠标;护士对传染性疾病的预防[J];国外医学.护理学分册;2000年04期

2 刘春,张黎明,郗秀霞;如何控制家庭病床服务中的疾病传播[J];中国乡村医药;2004年03期

3 孙国山;;消灭老鼠,减少疾病[J];医学动物防制;1988年01期

4 王e，

本文编号：777820