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桥节点在传染病传播中的作用:不同区制与交叉

物理与社会 2020-09-30 v2 种群与进化

摘要

幂律行为在许多学科中常见,尤其在网络科学中。现实世界网络,如人群间疾病传播,更可能是相互连通的社群,并展现出比孤立网络更丰富的幂律行为。本文考察由两个社群组成的系统,它们通过占比为 rr 的桥节点间的桥连边相连,并通过映射至连边渗流,研究桥节点对易感-感染-恢复(SIR)模型终态的影响。在保持平均连通度固定但允许内部与桥连边具有不同传播率的情形下,我们理论推导了对于内部与桥连边传播率的不同组合,终态中恢复者总数占比 RRrr 趋于零时的不同幂律渐近行为。我们还发现,当内部传播率低于但接近其临界值时,对于不同桥连边传播率,存在交叉点,在两侧 RRrr 遵循不同的幂律行为。所有这些幂律行为均可通过各社群中有限簇如何连入整个系统巨连通分量的不同机制来解释,并使我们能够选取有效的防疫策略并更好地预测其影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2005.14170,
  title  = {Role of bridge nodes in epidemic spreading: Different regimes and crossovers},
  author = {Jing Ma and Lucas D. Valdez and Lidia A. Braunstein},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2005.14170},
  year   = {2020}
}