警觉与疾病的传播次序性对动力学的影响

发布时间：2022-02-11 15:43

　　近年来,基于双层网络研究疾病传播与警觉传播的相互作用已引起广泛关注。在该模型框架下,疾病通过物理接触网络传播,而有关疾病的警觉信息则通过虚拟接触网络传播,两个网络具有相同的节点,但对应的连边不同。已有的模型在进行理论分析时,多假设警觉意识的传播先于疾病的传播（ordered model）,考虑到在真实情况下,疾病传播和警觉意识的传播难以区分先后顺序,因此该文提出了一种不考虑传播次序的模型（concurrent model）。通过研究发现,两种模型给出相同的疾病爆发阈值,但却给出不同的传播范围,当警觉意识传播率较小的时候,无序模型对应的感染范围会小于有序模型对应的感染范围,但是随着警觉意识传播率的增加,结果会发生反转,即无序性模型会导致疾病的感染范围大于有序性模型。 

【文章来源】：电子科技大学学报. 2020,49(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1 双层网络上两种动力学相互作用的示意图

文献[17]在进行理论分析时，假设警觉意识的传播优先于疾病的传播(简称为ordered model)，即在同一时刻警觉意识先传播，疾病后传播，从而有每个节点可能处的状态以及概率转化图如图2所示，其中γi(t)为处于U态的节点i未警觉的概率，qiU(t)为处于U态的节点i未被感染的概率，qiA(t)为处于A态的节点i未被感染的概率,δ为警觉信息恢复率，μ为感染恢复率。列出如下马尔可夫方程：通过理论分析，得出传播阈值，其中矩阵H的元素为。故传播阈值受到双层网络结构、警觉意识的传播率等因素的影响。

对于concurrent model模型，图3刻画了每个节点可能处的状态以及概率转化图，其中γi(t)为处于U态的节点i未警觉的概率，qiU(t)为处于U态的节点i未被感染的概率，qiA(t)为处于A态的节点i未被感染的概率，δ为警觉信息恢复率，μ为感染恢复率。根据图3的概率转移图并结合马尔可夫链方法[17-19]，可以列出如下马尔可夫方程：

【参考文献】：
期刊论文
[1]高铁-普铁的实证双层网络结构与鲁棒性分析[J]. 孙晓璇,吴晔,冯鑫,肖井华.  电子科技大学学报. 2019(02)
[2]基于多层复杂网络的物流枢纽城市多尺度分析及发育评价[J]. 吴桐雨,王健.  交通运输系统工程与信息. 2019(01)
[3]多层耦合网络传播综述[J]. 刘权辉,王伟,唐明.  复杂系统与复杂性科学. 2016(01)
[4]多层复杂网络理论研究进展:概念、理论和数据[J]. 张欣.  复杂系统与复杂性科学. 2015(02)
[5]信息的滞后性诱导传染病的周期爆发[J]. 张海峰,张文耀,孙桂全,周涛,汪秉宏.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2012(06)
[6]关注耦合网络及其传播动力学研究[J]. 唐明,崔爱香,龚凯.  复杂系统与复杂性科学. 2011(02)



本文编号：3620539