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复杂网络观察 被引量:28
1
作者 吕琳媛 陆君安 +6 位作者 张子柯 闫小勇 吴晔 史定华 周海平 方锦清 周涛 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 2010年第2期173-186,共14页
总结了几位作者对复杂网络研究中存在的重要问题和发展趋势的讨论,其中既包括度分布和度指数的分析和计算,各种不同动力学之间的内在一致性,网络加速增长机制这样的基本问题,也包括了网络中尺度这类细致深入的结构分析。还就复杂网络与... 总结了几位作者对复杂网络研究中存在的重要问题和发展趋势的讨论,其中既包括度分布和度指数的分析和计算,各种不同动力学之间的内在一致性,网络加速增长机制这样的基本问题,也包括了网络中尺度这类细致深入的结构分析。还就复杂网络与其他重要研究方向深入结合的现状和未来展开了讨论,包括复杂网络中的链路预测问题,复杂网络在信息推荐系统中的应用,复杂网络与信息物理系统的可能结合,复杂网络和人类动力学的结合以及复杂网络在国家安全方面可能的重要战略地位。 展开更多
关键词 复杂网络 度分布 加速增长 同步 疾病传播 网络交通 流驱动的动力学 中尺度 链路预测 推荐系统 信息物理系统 人类动力学
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复杂网络中考虑不完全免疫的病毒传播研究 被引量:19
2
作者 王亚奇 蒋国平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期6734-6743,共10页
复杂网络中不完全免疫包括免疫失败和免疫失效两种情况,本文研究两者同时存在对网络病毒传播行为的影响,基于平均场理论,提出一种新的传播模型.理论分析表明,免疫失败和免疫失效同时存在显著降低了网络的传播临界值,增强了病毒的感染程... 复杂网络中不完全免疫包括免疫失败和免疫失效两种情况,本文研究两者同时存在对网络病毒传播行为的影响,基于平均场理论,提出一种新的传播模型.理论分析表明,免疫失败和免疫失效同时存在显著降低了网络的传播临界值,增强了病毒的感染程度.根据传播临界值与免疫节点密度、免疫成功率以及免疫失效率之间的关系,给出有效控制网络病毒传播的策略.通过数值仿真进行验证。 展开更多
关键词 复杂网络 病毒传播 不完全免疫 传播临界值
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多关系网络上的流行病传播动力学研究 被引量:17
3
作者 李睿琪 唐明 许伯铭 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第16期504-510,共7页
多关系网络已经吸引了许多人的注意,目前的研究主要涉及其拓扑结构及其演化的分析、不同类型关系的挖掘、重叠社区的检测、级联失效动力学等.然而,多关系网络上流行病传播的研究还相对较少.由此提出一种双关系网络模型(工作-朋友关系网)... 多关系网络已经吸引了许多人的注意,目前的研究主要涉及其拓扑结构及其演化的分析、不同类型关系的挖掘、重叠社区的检测、级联失效动力学等.然而,多关系网络上流行病传播的研究还相对较少.由此提出一种双关系网络模型(工作-朋友关系网),研究多关系对于流行病传播动力学行为的影响.在全接触模式下,多关系的存在会显著降低网络中的爆发阈值,使得疾病更容易流行而难以控制.对比ER(Erds-Rnyi),WS(Watts-Strogatz),BA(Barabsi-Albert)三种网络,由于结构异质性的差异,WS网络受到的影响最大,ER网络次之,BA网络最小.有趣的是,其爆发阈值的相对变化大小与网络结构无关.在单点接触模式下,增加强关系的权重将显著提升爆发阈值,降低感染密度;随着强关系的比例变化将出现最优值现象:极大的爆发阈值和极小的感染密度.随着强关系的边权增加,达到最优值的边比例将减少.更为有趣的是,三个网络中优值出现的位置几乎一致,独立于网络结构.这一研究不但有助于理解多关系网络上的病毒传播过程,也为多关系网络研究提供了一个新的视角. 展开更多
关键词 多关系网络 流行病传播 接触模式 爆发阈值
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复杂网络上流行病传播动力学的爆发阈值解析综述 被引量:17
4
作者 李睿琪 王伟 +4 位作者 舒盼盼 杨慧 潘黎明 崔爱香 唐明 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期1-39,共39页
对流行病传播爆发阈值的理论解析方法进行总结,主要介绍平均场、点对近似、主方程、边渗流、空穴理论、边划分以及谱分析这7种常用的动力学解析方法的前提假设、具体思路、步骤及其应用局限,并且梳理总结了SIS与SIR模型爆发阈值的异同。
关键词 复杂网络 流行病传播 爆发阈值 理论解析
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复杂网络模型及其在疫情传播和控制中的应用研究 被引量:16
5
作者 陈端兵 黄晟 尚明生 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第6期118-121,共4页
复杂网络已成为一个热点研究问题,它在工程技术、社会、政治、医药、经济、管理等领域都有着广泛的应用。越来越多的科学家开始关注基于复杂网络拓扑结构的动力学研究。其中,关于疾病传播的研究是一个重要方面。分析和研究了小世界网络... 复杂网络已成为一个热点研究问题,它在工程技术、社会、政治、医药、经济、管理等领域都有着广泛的应用。越来越多的科学家开始关注基于复杂网络拓扑结构的动力学研究。其中,关于疾病传播的研究是一个重要方面。分析和研究了小世界网络模型和BA无标度网络模型两种经典的复杂网络模型,并模拟了传染病按照SIR传播模型在两种网络中的传播情况,讨论了其上的传播阈值以及随机免疫和目标免疫策略对传播阈值的影响。最后对H1N1病毒的传播情况进行了仿真模拟,包括H1N1病毒在自由传播和采取随机及目标免疫两种免疫策略时的传播情况。仿真结果表明,目标免疫策略可以有效抑制疾病的传播。 展开更多
关键词 复杂网络 流行病传播 SIR模型 免疫策略 仿真
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自适应网络中的流行病传播动力学研究综述 被引量:13
6
作者 杨慧 唐明 许伯铭 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期63-83,共21页
从自适应模型和自适应网络上的疾病控制措施两个方面总结了近年来自适应网络上传播动力学研究的主要成果,特别关注自适应行为带来的网络结构变化和许多有趣的动力学现象。
关键词 自适应网络 疾病传播 控制 复杂网络
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基于复杂网络理论的杭州公交网络建模与特性分析 被引量:13
7
作者 王波 柯红红 蒋天发 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期404-408,共5页
通过网络机器人搜集了杭州公交网络的真实数据,分别用space L、space P和space R 3种方法对其进行建模.随后分析其基本网络统计特性,包括平均最短路径、平均聚类系数和度分布,并且分析了其两个特殊网络统计特性:社团特性和传播特性.通... 通过网络机器人搜集了杭州公交网络的真实数据,分别用space L、space P和space R 3种方法对其进行建模.随后分析其基本网络统计特性,包括平均最短路径、平均聚类系数和度分布,并且分析了其两个特殊网络统计特性:社团特性和传播特性.通过对公交网络特性的详细分析得到,公交网络是一个具有指数型度分布、明显社团结构和较强传播能力的小世界网络. 展开更多
关键词 复杂网络 公交网络 小世界 社团 传播
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交通拥堵与预警信息交互传播动力学分析 被引量:11
8
作者 周艳 李妍羲 +1 位作者 江荣贵 耿二辉 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期1279-1286,共8页
城市交通拥堵问题已经成为当今世界许多城市发展过程中面临的一个严峻问题。针对这一问题,全空间信息系统通过对复杂、动态的交通拥堵过程进行多粒度抽象、多尺度建模和多层次综合分析,为解决城市交通拥堵提供了新的途径。当城市交通发... 城市交通拥堵问题已经成为当今世界许多城市发展过程中面临的一个严峻问题。针对这一问题,全空间信息系统通过对复杂、动态的交通拥堵过程进行多粒度抽象、多尺度建模和多层次综合分析,为解决城市交通拥堵提供了新的途径。当城市交通发生严重堵塞时,通常伴随着"道路拥堵"预警信息传播,用以影响人类的出行活动,从而在一定程度上影响交通拥堵传播。为了深入分析城市交通网络拥堵的动态演进过程,本文建立了交通拥堵传播的改进易感-感染-易感(susceptible-infected-susceptible,SIS)的病毒传播模型,利用状态转移概率方法,基于多层复杂网络分析交通拥堵和预警信息交互传播的动力学行为特征,揭示预警信息传播对交通拥堵传播的影响。该方法不仅能够描述基于交通流传播特点的拥堵传播过程,而且能够描述交通网络中的预警信息传播过程。数字仿真实验表明,交通拥堵的传播过程与交通网络中的预警信息传播动力学之间存在关联关系。 展开更多
关键词 交通拥堵 多层复杂网络 病毒传播 信息传播
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基于元胞自动机的传染病跨区域传播模型研究 被引量:11
9
作者 陈长坤 童蕴贺 《武汉理工大学学报(信息与管理工程版)》 CAS 2018年第4期359-363,382,共6页
人口迁移是传染病跨区域传播的主要途径。基于元胞自动机方法,根据区域特性将区域划分为静态和动态区域,同时考虑了区域内传染病传播和区域间人口迁移过程,建立了具有移动性和人口迁移功能的SIR传染病跨区域传播模型,分析了动态区域位... 人口迁移是传染病跨区域传播的主要途径。基于元胞自动机方法,根据区域特性将区域划分为静态和动态区域,同时考虑了区域内传染病传播和区域间人口迁移过程,建立了具有移动性和人口迁移功能的SIR传染病跨区域传播模型,分析了动态区域位置与面积对传染病跨区域传播的影响规律。研究发现:动态区域偏离中心程度是影响传染病蔓延的关键因素,当其减小时,传染病蔓延速度增加,在更短时间内到达感染峰值,且存在一个临界值,使传染病危害最小;此外,动态区域面积的增加,使区域内易形成多个传播中心,大大加快传染病感染进程。 展开更多
关键词 公共安全 传染病传播 跨区域 元胞自动机 SIR模型
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复杂网络上的流行病传播 被引量:10
10
作者 阮中远 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2020年第1期94-113,共20页
流行病的传播伴随着整个人类社会的发展,但历史上对于它的研究却进展缓慢.直到最近几十年复杂网络这一学科的崛起,流行病传播的研究才得到了迅猛发展.本文简要介绍了近20年来复杂网络上流行病传播的一些重要研究成果,主要关注四方面的内... 流行病的传播伴随着整个人类社会的发展,但历史上对于它的研究却进展缓慢.直到最近几十年复杂网络这一学科的崛起,流行病传播的研究才得到了迅猛发展.本文简要介绍了近20年来复杂网络上流行病传播的一些重要研究成果,主要关注四方面的内容:基于接触网络模型的流行病传播;基于集合种群模型的流行病传播;流行病传播的预测;流行病传播的控制.这些研究成果从复杂网络的角度加深了对现实世界中流行病传播的理解,使得对真实流行病传播的预测和控制成为可能. 展开更多
关键词 复杂网络 流行病传播 接触网络模型 集合种群模型
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基于复杂网络的疾病传播 被引量:6
11
作者 王旻 郑应平 《科技导报》 CAS CSCD 2005年第5期21-24,共4页
疾病传播问题的研究,一直是科学家所关注的焦点。近几年兴起研究的复杂网络,真实地反映出现实中系统的某些重要特性,成为研究现实网络的有效手段。在介绍复杂网络的基础上,着重阐述了复杂网络描述疾病传播的研究工作及成果,特别指出其... 疾病传播问题的研究,一直是科学家所关注的焦点。近几年兴起研究的复杂网络,真实地反映出现实中系统的某些重要特性,成为研究现实网络的有效手段。在介绍复杂网络的基础上,着重阐述了复杂网络描述疾病传播的研究工作及成果,特别指出其应用于SARS病毒传播研究得到的一些有意义的结论,从而为控制病毒的传播提供了一种重要的参考依据。 展开更多
关键词 复杂网络 疾病传播 研究工作 病毒传播 SARS 科学家
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考虑网络流量的无标度网络病毒免疫策略研究 被引量:8
12
作者 王亚奇 蒋国平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期6-13,共8页
考虑网络交通流量对病毒传播行为的影响,基于平均场理论研究无标度网络上的病毒免疫策略,提出一种改进的熟人免疫机理.理论分析表明,在考虑网络交通流量影响的情况下,当免疫节点密度较小时,随机免疫几乎不能降低病毒的传播速率,而对网... 考虑网络交通流量对病毒传播行为的影响,基于平均场理论研究无标度网络上的病毒免疫策略,提出一种改进的熟人免疫机理.理论分析表明,在考虑网络交通流量影响的情况下,当免疫节点密度较小时,随机免疫几乎不能降低病毒的传播速率,而对网络实施目标免疫则能够有效抑制病毒的传播,并且选择度最大的节点进行免疫与选择介数最大的节点进行免疫的效果基本相同.研究还发现,对于网络全局信息未知的情况,与经典熟人免疫策略相比,所提出的免疫策略能够获得更好的免疫效果.通过数值仿真对理论分析进行了验证. 展开更多
关键词 无标度网络 病毒传播 交通流量 免疫策略
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动态小世界社团网络上的病毒传播研究 被引量:7
13
作者 李婵婵 蒋国平 宋玉蓉 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期33-39,共7页
考虑到很多现实网络具有社团结构和小世界特性,提出结构强度可调的具有社团结构的动态小世界网络模型,它能模拟现实生活中的本地接触和移动接触现象,并基于平均场理论,建立该网络上的SIR病毒传播模型。研究表明:社团间长程移动率越大,... 考虑到很多现实网络具有社团结构和小世界特性,提出结构强度可调的具有社团结构的动态小世界网络模型,它能模拟现实生活中的本地接触和移动接触现象,并基于平均场理论,建立该网络上的SIR病毒传播模型。研究表明:社团间长程移动率越大,病毒传播临界值越小,传播规模越大;社团结构越强,传播临界值越大,即强社团结构抑制病毒传播;另外,加强对社团间长程移动的控制,对控制病毒爆发具有重要作用。 展开更多
关键词 病毒传播 社团结构 动态小世界网络 长程移动
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具有非均匀传输和抗攻击差异的网络病毒传播模型 被引量:6
14
作者 宋玉蓉 蒋国平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期7546-7551,共6页
针对实际网络中节点存在抗攻击差异以及边的非均匀传输等情况,基于平均场理论,提出具有抗攻击差异和非均匀传输特性的网络病毒传播平均场SIR模型.该模型中,通过引入脆弱性函数和传输函数,分别描述节点的抗攻击差异以及边的非均匀传输能... 针对实际网络中节点存在抗攻击差异以及边的非均匀传输等情况,基于平均场理论,提出具有抗攻击差异和非均匀传输特性的网络病毒传播平均场SIR模型.该模型中,通过引入脆弱性函数和传输函数,分别描述节点的抗攻击差异以及边的非均匀传输能力.通过对所提模型的分析,得到传播阈值的理论结果.理论分析和仿真表明,节点的抗攻击差异以及边的非均匀传输,都可导致出现正的传播阈值,使得病毒传播风险有效降低. 展开更多
关键词 复杂网络 病毒传播 抗攻击能力 非均匀传输
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交通驱动型异质恢复概率的病毒传播
15
作者 茆鹏飞 凌翔 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第6期773-777,共5页
当前复杂网络上对交通驱动型病毒传播的研究均假设网络中所有节点具有相同的恢复概率,而节点间异质恢复概率对病毒传播的影响依然不清楚。文章研究异质恢复概率对交通驱动型病毒传播阈值的影响,得出网络结构、交通流量、恢复概率分配策... 当前复杂网络上对交通驱动型病毒传播的研究均假设网络中所有节点具有相同的恢复概率,而节点间异质恢复概率对病毒传播的影响依然不清楚。文章研究异质恢复概率对交通驱动型病毒传播阈值的影响,得出网络结构、交通流量、恢复概率分配策略和路由策略等可以调整病毒传播的阈值。研究结果表明:当节点传输能力无限、网络中交通处于自由流时,合适的恢复概率分配策略可以提高传播阈值,并且恢复概率分配策略与路由策略耦合可以进一步提高传播阈值,有效抑制网络中病毒的传播;当节点传输能力有限、网络中存在交通拥挤时,病毒传播阈值增大,说明交通拥挤的存在会抑制病毒的爆发。 展开更多
关键词 复杂网络 交通驱动 病毒传播 异质恢复概率 传播阈值
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基于元胞自动机考虑传播延迟的复杂网络病毒传播研究 被引量:6
16
作者 王亚奇 蒋国平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期110-118,共9页
基于元胞自动机,研究传播延迟对复杂网络病毒传播动力学行为的影响,提出一种新的易染状态-感染状态-易染状态(SIS)传播模型.研究表明,传播延迟的存在显著降低了网络的传播临界值,增强了网络中病毒爆发的危险性.研究还发现,随着传播延迟... 基于元胞自动机,研究传播延迟对复杂网络病毒传播动力学行为的影响,提出一种新的易染状态-感染状态-易染状态(SIS)传播模型.研究表明,传播延迟的存在显著降低了网络的传播临界值,增强了网络中病毒爆发的危险性.研究还发现,随着传播延迟的增大,病毒的感染程度以及传播速率都明显增大.此外,SIS传播模型不仅能够反映病毒的平均传播趋势,而且可以描述病毒随时间的动态演化过程以及病毒的爆发和消亡等概率事件,从而有效地克服了利用平均场方法构建的微分方程模型只能反映病毒平均传播趋势的局限性.同时,还给出有效控制网络中病毒传播的策略. 展开更多
关键词 复杂网络 病毒传播 元胞自动机 传播延迟
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基于社团结构和活跃性驱动的双层网络传播动力学 被引量:2
17
作者 沈力峰 王建波 +1 位作者 杜占玮 许小可 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期350-358,共9页
现实世界中的流行病爆发往往伴随着急剧的信息扩散,扩散的信息会改变个体行为模式,反过来又影响流行病传播.近年来研究发现社交网络中的社团结构对流行病传播也有重要影响.因此,考虑结合上述因素来构建一种新的双层网络,采用活跃性驱动... 现实世界中的流行病爆发往往伴随着急剧的信息扩散,扩散的信息会改变个体行为模式,反过来又影响流行病传播.近年来研究发现社交网络中的社团结构对流行病传播也有重要影响.因此,考虑结合上述因素来构建一种新的双层网络,采用活跃性驱动模型生成时变的线上信息接触层网络和线下物理接触层网络,再利用个体在线上接触层的信息扩散来影响线下物理接触层的流行病传播动态,以个体流动性因素来控制社团结构特性.为得到整个网络的传播动力学方程并有效分析网络的传播阈值,对微观马尔可夫链(microscopic Markov chain,MMC)方法进行改进并将其扩展到时变网络.使用蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)模拟进行了实验验证,显示出所提方法对流行病爆发阈值的预测具有高准确性.结果表明个体流动性对流行病爆发阈值没有影响,但会影响每个社团的最终感染人数,而线上接触层的个体接触能力越大和线下接触层的个体接触能力越小则可以有效抑制流行病传播.这些发现可对有效防控现实世界中的流行病传播起到重要的参考和借鉴作用. 展开更多
关键词 微观马尔可夫链方法 双层网络 流行病传播 社团结构
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传染病扩散的对策及医疗资源配置问题研究——以新冠疫情为例
18
作者 李锋 魏莹 《工业工程与管理》 CSCD 北大核心 2024年第2期114-129,共16页
疫情防控下的医疗资源配置需要同时考虑资源的服务水平和利用率两大评价指标。首先,将人员流动因素等引入流行病扩散的易感-潜伏-传染-恢复模型中,构建更加符合流行病扩散的多智能体模型。通过仿真,不仅能够得到传染病感染的总人数,还... 疫情防控下的医疗资源配置需要同时考虑资源的服务水平和利用率两大评价指标。首先,将人员流动因素等引入流行病扩散的易感-潜伏-传染-恢复模型中,构建更加符合流行病扩散的多智能体模型。通过仿真,不仅能够得到传染病感染的总人数,还能得到病患人数的实时变化情况。结合病患人数的动态变化,计算医疗资源的需求满足率和利用率指标。在此基础上,分析了包括佩戴口罩、隔离病患、接种疫苗、筛查核酸和“封城”等多种疫情防控措施的实施效果,以及这些防控措施对医疗资源的影响。最后,以病床为例进行了医疗资源配置问题分析。结果表明:及时启动防疫对策,能够大幅降低对医疗资源的数量需求;反之,防疫对策不能够减少对医疗资源的数量需求,仅能够降低病患总人数。 展开更多
关键词 传染病扩散 资源配置 对策研究 SEIR模型 元胞自动机
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新个体的加入及初始条件对疾病传播的影响 被引量:4
19
作者 欧阳敏 余明晖 +1 位作者 王高峡 栾恩杰 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2726-2731,共6页
用复杂网络理论构建人群关系网,采用随机差分方程组等价描述SIS模型与SIR模型的疾病传播过程,通过方程组,理论上得到了某些一般性结论。然后讨论了由于新个体加入使网络变复杂的传播情况,通过仿真发现,新加个体的重要度及人群关系网的... 用复杂网络理论构建人群关系网,采用随机差分方程组等价描述SIS模型与SIR模型的疾病传播过程,通过方程组,理论上得到了某些一般性结论。然后讨论了由于新个体加入使网络变复杂的传播情况,通过仿真发现,新加个体的重要度及人群关系网的拓扑结构对疾病传播过程有影响。此外,研究了SIR模型中不同初始感染个体对疾病传播的影响,当初始个体是随机选取或来自不同k-center时,传播过程有明显的不同。而且对个体数目及平均度相同的网络,在相同条件下,网络的深度越小,感染的人数越多。 展开更多
关键词 复杂网络 疾病传播 SIS模型 SIR模型
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考虑交通流量的复杂网络病毒传播行为研究 被引量:5
20
作者 王亚奇 蒋国平 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2010年第6期773-778,共6页
研究网络交通流量对病毒传播行为的影响,基于平均场理论,提出一种新的susceptible-infected(SI)传播模型.理论分析表明,随着网络交通流量的增大,病毒在网络中的传播速率明显增加,从而显著增强了病毒爆发的危险性.研究还发现,均匀网络中... 研究网络交通流量对病毒传播行为的影响,基于平均场理论,提出一种新的susceptible-infected(SI)传播模型.理论分析表明,随着网络交通流量的增大,病毒在网络中的传播速率明显增加,从而显著增强了病毒爆发的危险性.研究还发现,均匀网络中病毒爆发的时间尺度与节点平均算法介数的倒数成正比;无标度网络中病毒爆发的时间尺度则正比于节点算法介数分布的1、2阶矩之比;此外,病毒在无标度网络上的传播动力学行为不具有明显的层次性,这显然与以往有关SI传播模型的研究不同.通过数值仿真对理论分析进行了验证. 展开更多
关键词 病毒传播 交通流量 均匀网络 无标度网络
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