宏观尺度分子通信：一种建模传染病传播与缓控的新框架
物理与社会
2018-02-13 v2 信号处理
摘要
利用 Brockmann 和 Helbing 提出的等效距离概念，传染病传播的复杂时空过程可简化为具有明确波前的圆周波传播模式。这种 contagion 现象隐含的齐性使得虚拟流动网络到物理传播信道的映射成为可能。随后，我们通过建立信息传输与疾病传输所包含基本组件之间的一一对应关系，提出了一种受通信启发的传染病传播与缓控新模型。该传染过程可视为宏观尺度分子通信，其中个体是携带信息（流行病学状态）的宏观尺度信息分子。我们进而提出归一化系综平均患病率（NEAP）与患病率延迟剖面（PDP）的概念，以刻画所有传播路径的相对影响与时间差，其类似于通信中路径损耗与功率延迟剖面的经典描述方法。此外，我们引入均方根（RMS）延迟扩展这一度量，以衡量由多条感染传播路径引起的早期传染动力学失真。我们还展示了如何从各类通信模块的角度理解社会与医疗干预。所提框架通过以根深蒂固的通信理论作为分析透镜，为刻画疾病暴发提供了一种直观、连贯且高效的方法。
引用
@article{arxiv.1801.04627,
title = {Molecular Communications at the Macroscale: A Novel Framework for Modeling Epidemic Spreading and Mitigation},
author = {Yifan Chen and Yu Zhou and Ross Murch and Tadashi Nakano},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.04627},
year = {2018}
}
备注
16 pages, 5 figures