基于随机重置的复杂网络疫情传播随机劳动模型(含死亡)
统计力学
2025-09-15 v2 物理与社会
摘要
我们提出一种疫情 compartment 模型,模型中包含因疾病导致的死亡,但不包括人口的出生和死亡过程。个体由随机行走者表示,行走者可能处于以下状态之一:S(易感染)、E(暴露:感染但不具传染性,对应潜伏期)、I(感染且具传染性)、R(康复,免疫)、D(死亡)。疾病以特定概率在I型行走者与S型行走者接触时传播。各 compartment 的逗留时间是独立的随机变量,从特定(此处为Gamma分布)分布中抽取。我们将此模型实现为随机行走仿真。每个行走者在图上独立进行简单的马尔可夫随机行走,其中我们考虑Watts-Strogatz (WS) 网络。仅I型行走者可能死亡。对于零死亡率,我们证明了基本传染数 时存在流行平衡,疾病自由(全健康)状态不稳定。我们探讨了长程旅程(随机重置)和死亡率的影响。该模型允许多种解释,如化学反应、野火传播以及人口动力学。
引用
@article{arxiv.2509.06039,
title = {Stochastic Compartment Model of Epidemic Spreading in Complex Networks with Mortality and Resetting},
author = {Thomas M. Michelitsch and Bernard Collet and Michael Bestehorn and Alejandro P. Riascos and Andrzej F. Nowakowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.06039},
year = {2025}
}
备注
5 pages, 2 Figures