抑制 SIS 模型传播的最优边
物理与社会
2020-06-24 v1
摘要
众多现实系统，如通信平台与交通系统，可被抽象为复杂网络。在网状系统中控制传播动力学（如传染病传播与错误信息扩散）是多领域的热点课题。以往多数策略基于节点免疫。然而，有时这些基于节点的策略并不切实可行。例如，在铁路运输网络中，为预防流感而隔离火车站是极不现实的。相反，暂时中止部分车站间连接更为可接受。因此，我们关注基于边的控制策略。本研究构建了理论框架，以寻找复杂网络上抑制易感-感染-易感（SIS）模型传播的最优边。具体而言，通过对 SIS 模型的离散马尔可夫链方程施行扰动方法，我们推导出一个公式，可近似给出网络中某条边停用后的暴发规模减量。进而，我们仅需选取减量暴发规模最大的边即可确定最优边。需注意，我们所提理论框架融合了网络结构与传播动力学的信息。最后，我们通过大量数值模拟检验了方法性能。结果表明，我们的策略始终优于仅基于结构属性（度或边介数中心性）的其他策略。本研究的理论框架可推广至其他传播模型，并为基于边的免疫策略的进一步研究提供启示。
引用
@article{arxiv.2002.06567,
title = {The optimal edge for containing the spreading of SIS model},
author = {Jiajun Xian and Dan Yang and Liming Pan and Wei Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.06567},
year = {2020}
}