[發(fā)明專利]基于自治計算的流行病傳播網(wǎng)絡(luò)建模與推斷有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210364148.4 | 申請日: | 2012-09-27 |
| 公開(公告)號: | CN102945310A | 公開(公告)日: | 2013-02-27 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 楊博 | 申請(專利權(quán))人: | 吉林大學(xué) |
| 主分類號: | G06F19/00 | 分類號: | G06F19/00 |
| 代理公司: | 暫無信息 | 代理人: | 暫無信息 |
| 地址: | 130012 吉*** | 國省代碼: | 吉林;22 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 基于 自治 計算 流行病 傳播 網(wǎng)絡(luò) 建模 推斷 | ||
1.一種基于自治計算的流行病傳播網(wǎng)絡(luò)建模與推斷方法,其特征在于,包括如下步驟:
101:構(gòu)造模擬流行病傳播過程的自治體系統(tǒng)(命名為D-AOC系統(tǒng));
102:采用蒙特卡羅模擬和負(fù)反饋機(jī)制,從流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)中推斷出D-AOC系統(tǒng)的參數(shù),包括:流行病傳播網(wǎng)絡(luò)和與流行病有關(guān)的生物學(xué)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的D-AOC系統(tǒng),其特征在于,按照如下步驟構(gòu)造:
201:建模流行病傳播網(wǎng)絡(luò);
202:建模自治體;
3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的流行病傳播網(wǎng)絡(luò),其特征在于,按照如下方式建模:
流行病傳播網(wǎng)絡(luò)包含N個節(jié)點。節(jié)點可表示具有不同大小的空間區(qū)域(如戶、村、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、縣、市),也可表示復(fù)合群體(如不同年齡段的人口)。節(jié)點間的鏈接表示流行病傳播途徑,鏈接權(quán)重表示傳播強(qiáng)度。流行病傳播網(wǎng)絡(luò)表示為一個N×N矩陣A=[aij]N×N,aij表示節(jié)點i與節(jié)點j的鏈接權(quán)重,滿足0≤aij≤1和
4.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的自治體,其特征在于按照如下方法定義自治體和自治體的狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則:
401:定義自治體
流行病傳播網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點可包含多個自治體,節(jié)點i中自治體定義為如下的一個5元組:
(i,s,βi,γi,τi)
其中,i表示自治體所在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的標(biāo)識符;s表示自治體當(dāng)前所處的狀態(tài),自治體在每個時刻處于S(易感)、E(潛伏)、I(感染)和R(恢復(fù))四種狀態(tài)之一;βi,1/γi,1/τi分別表示節(jié)點i中自治體對流行病的抵抗力、流行病的潛伏期和患病之后的康復(fù)期,滿足0≤βi,γi,τi≤1。令B=(β1,…,βN),H=(γ1,…,γN),F(xiàn)=(τ1,…,τN),向量B,H和F表示與流行病相關(guān)的生物學(xué)參數(shù)。
402:定義自治體的狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則
規(guī)則1:當(dāng)位于節(jié)點i中的自治體處于S狀態(tài)時,將以的概率進(jìn)入E狀態(tài)。稱為節(jié)點i在t時刻的感染強(qiáng)度,由自治體對流行病的抵抗力和流行病傳播網(wǎng)絡(luò)共同決定,計算如下:
其中βi表示節(jié)點i中自治體對流行病的抵抗力,表示t時刻節(jié)點j中處于I狀態(tài)的自治體數(shù)目,表示t時刻節(jié)點j中自治體的總數(shù),aij表示節(jié)點i和節(jié)點j之間的網(wǎng)絡(luò)鏈接權(quán)重。
規(guī)則2:自治體處于E狀態(tài)已經(jīng)持續(xù)1/γi時間后進(jìn)入I狀態(tài);
規(guī)則3:自治體處于I狀態(tài)已經(jīng)持續(xù)1/τi時間后進(jìn)入R狀態(tài);
規(guī)則4:自治體進(jìn)入R狀態(tài)后則永久停留在該狀態(tài),意味著它獲得了對流行病的終身免疫。
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G06F 電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理
G06F19-00 專門適用于特定應(yīng)用的數(shù)字計算或數(shù)據(jù)處理的設(shè)備或方法
G06F19-10 .生物信息學(xué),即計算分子生物學(xué)中的遺傳或蛋白質(zhì)相關(guān)的數(shù)據(jù)處理方法或系統(tǒng)
G06F19-12 ..用于系統(tǒng)生物學(xué)的建模或仿真,例如:概率模型或動態(tài)模型,遺傳基因管理網(wǎng)絡(luò),蛋白質(zhì)交互作用網(wǎng)絡(luò)或新陳代謝作用網(wǎng)絡(luò)
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