时变航空网络上的疾病传播及其抑制策略研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pretter
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着经济水平的不断提高,航空作为城市间交通的重要方式得到了空前发展。庞大的航空网络影响着资源配置、疫情预测、交通优化等诸多方面,其中,与人们的生命健康息息相关的疾病传播问题尤为突出。现有研究是以通航城市为节点、以航班为连接(边),构造静态航空复杂网络,研究疾病在静态航空网络上的传播特性。然而,航空系统中航班的有无,对应于机场间相互影响的有无,使得静态网络模型无法准确反映疾病在航空网络上的传播过程。因此,本文建立时变航空网络模型,研究中国航空网络上的疾病传播及其抑制策略,这具有重要的理论和现实意义。本文收集了我国航空计划航班数据,以复杂网络理论为基础,对时变航空网络上的疾病传播机制开展了一系列研究;并通过研究时变航空网络的疾病传播特性,提出了疾病传播抑制策略。本文主要从以下三个方面对时变航空网络进行研究。(1)介绍航空网络的数据来源及时变航空网络模型。在此基础上,计算时变航空网络上的拓扑特性(包括度、集聚系数、核数)、可达性等统计性指标,并将其与静态航空网络结果进行对比分析。(2)分析时变航空网络上疾病传播机制的影响因素。借助经典疾病传播模型,考虑感染源、感染概率和传播开始时间等影响因素,对时变航空网络上疾病传播结果进行详细分析和研究。此外,鉴于高峰流量在交通分析中的重要性,本文基于时变航空网络中每个机场城市的吞吐量峰值,对机场进行K-Means聚类,并对每一类别中的传播特点进行分析。(3)提出两种疾病传播抑制策略。第一种是局部目标控制策略。在航空网络中,根据节点的度、核数、吞吐量选取一定比例的节点,对其进行疾病传播控制。在传播过程中,感染者会以不同的概率感染处于控制状态与非控制状态的易感者。第二种是基于节点重要度的信息传播抑制策略。在提出此策略的过程中,建立了基于核数的耦合疾病传播模型,并在该模型的基础上,研究了获得疾病传播信息的机场城市根据自身重要性采取抑制疾病传播的情况。最后,分析了延迟对局部控制策略与信息传播抑制策略的影响。研究结果表明,在中国航空网络中,机场城市节点吞吐量越大,其作为感染源时的传播能力越强;疾病在上午十一点爆发,其传播范围较广。疾病在航空网络中爆发时,应对核数较高的节点进行控制;基于节点重要度的信息传播抑制系数对疾病的传播过程具有明显的抑制作用,且当抑制因子增加到一定程度后,抑制的效果趋于稳定,这种结果对于信息层与物理层间不同关联关系是鲁棒的。
其他文献
超低温保存是植物种质资源中长期保存的最佳途径,提高超低温保存冻后细胞活性并揭示其作用机制是该领域的重要科学问题。碳纳米材料(Carbon Nanomaterials,CNMs)作为新兴的纳米
青海省鄂拉山口银铅锌矿床位于青海省兴海县境内,大地构造位置地处颚拉山造山带南部,位于NNW向温泉-瓦洪山断裂构造带的东南端,在平面上处于EW向构造带、NNW构造带和NE向构造
切换系统作为重要的混杂系统,其在电力系统、交通控制、工程控制等方面都有着广泛的应用。随着科学技术的飞速发展,学者们对切换系统开展了更加深入的研究,同时也取得了丰硕的成果。然而在已有的切换系统的问题探讨中,都假设子系统的切换时刻与控制器的切换时刻相同,但是在实际中,系统是需要时间识别子系统以及选择相应控制器的,这导致控制器的切换产生了延迟,从而使子系统的切换与控制器的切换在某个阶段是不匹配的。本文旨
无线体域网(WBAN,Wireless Body Area Networks)是一种由分布在人体周围的传感器节点组成的小型智能网络。传感器采集人体的一些重要的数据信息,并将其传送到控制中心,实现对人体身体状况的诊断和监控,并被广泛应用于医疗、军事、娱乐、消费电子、智能家居和公共服务等领域,与人们的日常生活中息息相关,越来越受到人们的关注。随着中国人口老龄化现象加重,人民对健康的重视也日渐加深,社会
通化盆地属于吉林省东部盆地群,其盆地主要形成时期是下白垩统,而盆地性质属于断陷盆地。通化盆地的西北部分与柳河盆地接壤,而东南部邻近集安盆地。本文在基于前人研究成果
随着科学技术的不断进步,信息技术的发展已经超出了人们的想象,人类频繁的网络活动导致网络系统产生的数据量迅速地增加。面对海量的存储数据,传统的集中式网络存储已经难以满足日益增长的大规模存储空间的需求,而分布式存储系统因其海量的存储能力、高扩展性以及低成本的优势被广泛使用和开发。但是,分布式存储系统的存储节点存在可用性不高的问题,随着分布式存储系统的发展和普遍应用,这种隐患带来的数据可靠性问题就越来越
水平剪切波(Shear Horizontal Wave,简称SH波)作为横波偏振的一种,在横波及多波地震勘探中经常出现,和P波、SV波比较,SH波在平行于偏振方向的表面上反射时不会转化成其他类型
在量子计算和信息处理的研究中,诸如量子计量学中精确解的确定、物理系统计算极限的确定以及量子最优控制算法的发展等问题,量子初态以多快的速度演化到其目标态是至关重要的。为了描述量子态的最大演化速度,通常用量子速度极限时间来表征。所谓的量子速度极限时间就是量子初态演化到目标态所用的最小时间。量子系统演化得越快,量子信息处理得越快,反之越慢。近年来,如何实现量子态的演化加速问题越来越受到人们的青睐,并对其
自旋-轨道耦合(SOC)描述量子自旋与轨道运动之间的相互作用,对于许多凝聚物理现象至关重要。近年来,研究者通过外部激光场在冷原子系统中实现了SOC及其调控,特别是囚禁在光学晶格中的具有SOC的两分量玻色-爱因斯坦凝聚系统也已被广泛研究。在平均场理论中,作为一个多体系统,遵循Gross-Pitaevskii方程(GPE)的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)为研究相应的物理性质提供了重要的基础。GPE的精
随着科技的迅速发展,控制系统变得日益复杂,现如今的控制系统已由简单的,易于描述的,计算成本低的线性系统变成了复杂的,高成本的非线性系统,给系统的分析带来了很大的困难。而Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型就可以很好地处理非线性系统。T-S模型以IF-THEN规则形式将非线性系统表示成一系列局部线性子系统的线性组合,通过隶属度函数将线性子系统连接起来,从而借用线性系统理论对模糊系统进行分析与