本發(fā)明屬于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，涉及一種基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的疾病傳播動(dòng)力學(xué)模型是在假設(shè)所有個(gè)體均勻混合的情況下建立的，這些模型實(shí)質(zhì)上是建立在規(guī)則網(wǎng)絡(luò)或隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)上，但現(xiàn)實(shí)中疾病傳播過程是在人群接觸網(wǎng)上進(jìn)行的，依賴網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳播方式。對(duì)于一個(gè)人群接觸網(wǎng)絡(luò)，將個(gè)體抽象成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，個(gè)體之間的接觸過程抽象為網(wǎng)絡(luò)的邊。但是每個(gè)地區(qū)的人口密度，接觸頻率，經(jīng)濟(jì)情況不同，如果同樣的干預(yù)措施對(duì)于每個(gè)地區(qū)并不是最優(yōu)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，該方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)能夠較為準(zhǔn)確的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開了一種基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法，包括：

3、構(gòu)建接觸網(wǎng)絡(luò)；

4、對(duì)所述接觸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行社團(tuán)劃分；

5、根據(jù)疾病特征構(gòu)建傳播模型，確定種子節(jié)點(diǎn)，將所述種子節(jié)點(diǎn)所在社團(tuán)作為社團(tuán)0，根據(jù)傳播模型，在接觸網(wǎng)絡(luò)上模擬疾病傳播過程；

6、計(jì)算接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τi>；

7、根據(jù)接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τi>進(jìn)行干預(yù)。

8、所述對(duì)所述接觸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行社團(tuán)劃分的過程為：

9、使用louvian算法對(duì)所述接觸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行社團(tuán)劃分。

10、所述計(jì)算接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τi>的過程為：

11、基于蒙特卡洛算法計(jì)算接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病到達(dá)時(shí)間<τi>。

12、所述根據(jù)接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τi>進(jìn)行干預(yù)的過程為：

13、在<τi>時(shí)刻，切斷社團(tuán)0與社團(tuán)i之間的所有連接，并將社團(tuán)i中與社團(tuán)0連接的感染節(jié)點(diǎn)隔離，切斷連接但未隔離的節(jié)點(diǎn)在<τi>+t時(shí)恢復(fù)連接，隔離的節(jié)點(diǎn)獲得免疫后解除隔離。

14、所述構(gòu)建接觸網(wǎng)絡(luò)的過程為：

15、通過調(diào)查問卷、手機(jī)藍(lán)牙信號(hào)或人口流動(dòng)信息，構(gòu)建接觸網(wǎng)絡(luò)。

16、所述傳播模型的傳播動(dòng)力學(xué)方程為：

17、

18、其中，i及j表示社團(tuán)編號(hào)，m為社團(tuán)總數(shù)。

19、本發(fā)明公開了一種基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)系統(tǒng)，包括：

20、構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建接觸網(wǎng)絡(luò)；

21、劃分模塊，用于對(duì)所述接觸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行社團(tuán)劃分；

22、模擬模塊，用于根據(jù)疾病特征構(gòu)建傳播模型，確定種子節(jié)點(diǎn)，將所述種子節(jié)點(diǎn)所在社團(tuán)作為社團(tuán)0，根據(jù)傳播模型，在接觸網(wǎng)絡(luò)上模擬疾病傳播過程；

23、計(jì)算模塊，用于計(jì)算接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τi>；

24、干預(yù)模塊，用于根據(jù)接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τi>進(jìn)行干預(yù)。

25、所述根據(jù)接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τi>進(jìn)行干預(yù)的過程為：

26、在<τi>時(shí)刻，切斷社團(tuán)0與社團(tuán)i之間的所有連接，并將社團(tuán)i中與社團(tuán)0連接的感染節(jié)點(diǎn)隔離，切斷連接但未隔離的節(jié)點(diǎn)在<τi>+t時(shí)恢復(fù)連接，隔離的節(jié)點(diǎn)獲得免疫后解除隔離。

27、本發(fā)明公開了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法的步驟。

28、本發(fā)明公開了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法的步驟。

29、本發(fā)明具有以下有益效果：

30、本發(fā)明所述的基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)在具體操作時(shí)，對(duì)所述接觸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行社團(tuán)劃分，計(jì)算接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τi>，并以此進(jìn)行干預(yù)，在特定的時(shí)間避免各社團(tuán)與起點(diǎn)社團(tuán)接觸，實(shí)現(xiàn)傳染病的預(yù)測(cè)及干預(yù)，為流行病的控制及干預(yù)提供更好的決策指導(dǎo)。

技術(shù)特征：

1.一種基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法，其特征在于，所述對(duì)所述接觸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行社團(tuán)劃分的過程為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法，其特征在于，所述計(jì)算接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τi>的過程為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法，其特征在于，所述根據(jù)接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τi>進(jìn)行干預(yù)的過程為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法，其特征在于，所述構(gòu)建接觸網(wǎng)絡(luò)的過程為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法，其特征在于，所述傳播模型的傳播動(dòng)力學(xué)方程為：

7.一種基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法，其特征在于，所述根據(jù)接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τi>進(jìn)行干預(yù)的過程為：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，包括：構(gòu)建接觸網(wǎng)絡(luò)；對(duì)所述接觸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行社團(tuán)劃分；根據(jù)疾病特征構(gòu)建傳播模型，確定種子節(jié)點(diǎn)，將所述種子節(jié)點(diǎn)所在社團(tuán)作為社團(tuán)0，根據(jù)傳播模型，在接觸網(wǎng)絡(luò)上模擬疾病傳播過程；計(jì)算接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τ<subgt;i</subgt;>；根據(jù)接觸網(wǎng)絡(luò)中各社團(tuán)的平均疾病達(dá)到時(shí)間<τ<subgt;i</subgt;>進(jìn)行干預(yù)，該方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)能夠較為準(zhǔn)確的傳染病預(yù)測(cè)及干預(yù)。

技術(shù)研發(fā)人員：付佳容,段東立
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安建筑科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19