具有策略性连边形成的随机流行病网络

理解网络中的级联失效或流行病对于为许多关键系统和基础设施（例如生物、社会和网络网络）开发有效的防御机制至关重要。现有工作大多将网络拓扑视为外生给定，并研究流行病在何种条件下爆发和/或消亡。然而，如果智能体能够根据自身利益策略性地决定其连接，那么网络将是内生形成并演化的。在此类系统中，流行病、智能体的策略决策和网络结构变得复杂耦合并共同演化。因此，现有知识可能不再适用。本文基于具有强混合的连续时间易感-感染-易感（SIS）流行病模型，研究了由策略性智能体组成的随机流行病网络，这些智能体基于对当前可获收益和因形成连接而导致的潜在未来感染成本的仔细评估，来决定形成的连接数量。我们开发了一个博弈论框架来分析此类网络，并获得了若干重要见解。一个关键结果是，在外生给定网络中，若有效传播率足够低，流行病最终会消亡；而当智能体具有策略性时，无论有效传播率如何，流行病永远不会消亡。这一特性导致可实现的系统效率降低，并使得最优保护机制显著不同。若不理解智能体的策略行为，可能会产生重大的安全成本。