[发明专利]考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法

说明书

考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法。本发明公开了一种考虑个体状态和干预措施的时序网络流行病研究方法，该方法包括：首先，初始化网络中节点的活跃度和吸引力属性；其次，进行时序网络结构演化；接着，选定某种被动隔离策略和隔离率π，根据时序网络结构模拟流行病传播过程；然后，统计稳态时网络的感染态节点比例；最后，推导出随机隔离措施和隔离率π下，流行病的临界感染率阈值λsubgt;c/subgt;。本发明通过在符合真实情况的时序网络模型上考虑主动隔离和被动隔离等控制措施，通过均场近似的方法推导出随机隔离策略下的临界感染率阈值λsubgt;c/subgt;，为判断流行病能否在人群中传播和分析隔离措施的效率提供依据。

技术领域

本发明涉及流行病传播技术领域，特别涉及一种考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播动力学和控制方法。

背景技术

在流行病传播领域中，通常需要采用各种控制方法去抑制流行病传播。常见的控制方法包括：主动隔离、被动隔离。主动隔离是易感个体变为感染个体时，感染个体主动减少自己与外界的接触机会。同时，易感个体有选择地降低与感染个体接触。被动隔离使感染个体到医院进行隔离治疗。被送入医院的感染个体无法与他人接触，进而减少病毒的传播途径。通过采用上述两种方法，流行病能在早期阶段就被控制。

现有技术中，大多是基于静态网络上的流行病控制方法研究接触者追踪、戴口罩或不戴口罩等控制措施对流行病传播的影响。现实生活中的社会系统结构通常是随时间变化的，在每时刻，个体会根据自己的活跃度与吸引力，主动激活连边和被动接收连边。研究时序网络上的流行病传播学有利于揭示网络结构和流行病传播之间的内在联系，从而更好地反映流行病在真实世界的传播情况。

时序网络上流行病传播的控制方法包括随机免疫、熟人免疫、随机游走免疫和目标免疫。该类方法通过在流行病传播之前，根据节点的结构信息等对节点进行有效免疫，从而控制流行病的传播。然而，该类免疫方法仅考了个体的结构信息，而忽视了个体的感染状态和属性信息如个体的活跃度和吸引度，没有针对感染态个体实施有效的隔离控制，从而会造成经济成本较高和浪费资源的代价。

基于此，本申请提出一种考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法。该方法根据节点的感染状态与个体属性，通过调节节点的活跃度和吸引力，实现主动隔离和被动隔离措施，从而控制流行病的传播，为判断流行病能否在人群中传播和分析隔离措施的效率提供依据。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足，为了解决上述技术问题，本发明提供一种考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法，为判断流行病能否在人群中传播和分析隔离措施的效率提供依据。

一种考虑个体感染状态和个体属性实施隔离的流行病传播控制方法，所述方法应用于时序网络中，操作步骤如下：

步骤S1：初始化网络中节点的活跃度和吸引力属性；

步骤S2：时序网络结构演化；

步骤S3：根据时序网络结构，模拟流行病传播过程；

步骤S4：统计稳态时网络的感染态节点比例；

步骤S5：随机隔离措施和隔离率π下，流行病的临界感染率阈值λ_c。

优选地，所述步骤S1初始化网络中节点的活跃度和吸引力属性，具体方法步骤为：

步骤S1.1：考虑“易感(S)-感染(I)-易感(S)”流行病传播模型；

步骤S1.2：用二元组(a,b)表示节点在S态时的活跃度和吸引力，对网络中所有节点在S态时的活跃度a和吸引力b赋值，分别服从指数为γ_a和γ_b的幂律分布：