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传染病传播与人类决策的博弈论框架:综述

系统与控制 2021-12-10 v3 计算机科学与博弈论 系统与控制

摘要

本综述提出并回顾了在人类决策下开发、分析和缓解传染病传播过程方面的各类已解决与开放问题。我们综述了一系列传染病模型,并解释不同传染病模型的优缺点。我们展示了现有文献中将传染病模型与决策模型相耦合的方法。更具体地,我们针对传染病期间人类决策的基本问题提供解答,包括采取何种干预以对抗疾病、谁是决策者、何时采取干预以及如何实施干预。在众多决策模型中,博弈论模型在过去十年中对于建模传染病期间人类响应/行为已变得愈发关键。本综述阐发了针对传染病期间人类决策的博弈论方法之动机。本综述通过构建多维分类法概述现有文献,该分类法基于多个维度对现有文献归类,包括 1) 博弈类型,如微分博弈、随机博弈、演化博弈和静态博弈;2) 干预类型,如社交距离、疫苗接种、隔离、服用解药等;3) 决策者类型,如个人、对手以及不同层级上的中央权威。我们提出一个细粒度动态博弈框架以捕捉传染病期间博弈论决策的本质。我们从大量文献中展示了三种具有将博弈论决策整合进传染病模型的独特方式的代表性框架。三种框架各自具有独特的建模、开展解析分析与推导结果的方式。最后,我们指出了若干尚待解决的主要开放问题与研究空白。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.00214,
  title  = {Game-Theoretic Frameworks for Epidemic Spreading and Human Decision Making: A Review},
  author = {Yunhan Huang and Quanyan Zhu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.00214},
  year   = {2021}
}