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消防员问题(Firefighter Problem)是由著名计算机理论学家Hartnell在第25届组合数学与计算大会上提出的.设G是一个有n个顶点的连通图,k是正整数.假设火在图G的某一点v处燃起,消防员选择k个未着火的顶点进行保护(一旦某个顶点被保护,则在整个过程中都将处于被保护状态),然后火蔓延到v的未加保护且没着火的邻点.依次下去,火和消防员交替地在图G上移动,直到火不能继续蔓延,整个过程结束,消防员的任务是使最后获救的点数最多.消防员问题是一个离散的动态传播模型,与疫情控制,谣言传播,森林防火等实际问题密切相关. 存活数snk(v)表示当火在v处燃起时k个消防员最多能保护的顶点数.当火随机地在图G的一个顶点燃起时,k个消防员最多能保护的顶点数的平均值称为图G的存活率,记为ρk(G),即ρk(G)=∑v∈v(G) snk(v)/n2. 图的存活率是研究图的结构和图的防火能力的一个重要参数,它是由Cai和Wang首次提出的.Wang等人运用概率方法证明了:给定正整数七,对任意正数ε,几乎所有图的k-存活率都小于ε.因此,研究存活率大于某个常数的图类具有十分重要的意义.给定一个图G,如果存在常数c,使得ρk(G)≥c>0,则称图G为k-好的.Kong等人以及Esperet等人分别独立证明了平面图是4-好的,并且Esperet等人进一步猜想平面图是2-好的. 本文主要研究了几类重要图类的存活率,全文共分6章.第二章和第三章主要围绕Esperet猜想展开,第四章和第五章分别研究平面定向图和1-平面图的存活率,最后一章研究了一类平面图的边存活率. 在第一章,我们先给出与本文有关的一些概念和符号,简述了相关领域的研究背景和研究现状,同时也给出了本文的主要研究结果和证明方法. 在第二章,我们研究了平面图G的3-存活率,证明了:若G是一个平面图,则存在一个常数c使得ρ3(G)>c,其中c=1/54019981,即平面图是3-好的,改进了已有的结果. 在第三章,我们研究了不含6-圈平面图的2-存活率,证明了:如果G是不含6-圈的非平凡平面图,则ρ2(G)>1/85,即不含6-圈平面图是2-好的,部分解决了Esperet猜想. 在第四章,我们探讨了有向图的存活率,证明了:如果→G是一个平面定向图,那么ρ2(→G)>1/40;如果→G是一个不含4-圈平面定向图,那么ρ(→G)>1/51. 在第五章,我们主要研究了1-平面图的存活率,证明了:如果G是1-平面图,那么ρ6(G)>1/163,即1-平面图是6-好的. 在第六章,我们主要研究了不含4-圈平面图的边存活率,证明了:如果G是最小度至少为3的不含4-圈平面图,那么ρ(G,e;(4,2))>7/705.