[发明专利]一种基于个体警觉行为的双层网络病毒传播模型建立方法

权利要求书

1.一种基于个体警觉行为的双层网络病毒传播模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取流行病相关信息、信息传播相关参数以及个体警觉性参数；

步骤2，根据流行病相关参数、信息传播相关参数以及个体警觉性参数构建基础的信息扩散与流行病传播的双层网络模型，下层是描述流行病传播过程的物理接触网络层，上层是描述“流行病存在”信息传播的通信网络层，其中两层网络的节点表示同一个个体；

步骤3，在基础的信息扩散与流行病传播的双层网络模型中，下层物理接触网络层中的个体具有两种状态：易染状态S和感染状态I；在流行病传播过程中，当易染个体与感染个体相接触时，易染个体将以β的概率被感染；同时，感染个体以μ的概率恢复为易染个体；上层通信网络层中，个体具有两种形式：不了解信息的无意识状态U，以及了解信息的有意识状态A，在信息扩散的过程中，信息网络中了解信息的有意识个体每个时刻会向信息层中的邻居传播流行病相关的信息，在与无意识的邻居接触后会以概率λ使其变为有意识的个体，而有意识的个体会以δ的概率重新变为无意识个体，另外，物理接触网络层中无意识的感染个体在信息网络中会以概率κ转变为有意识状态，自发的向邻居节点传播流行病相关的信息；在流行病相关信息的传播过程中，接收到流行病相关信息的有意识个体则会采取适当地防护措施，以减少被流行病感染的风险，因此，若无意识的易感个体被流行病感染的概率为β，则有意识的易感个体被流行病感染的概率为σ_Aβ，0≤σ_A≤1，σ_A表示有意识的易感个体被流行病感染系数；

步骤4，在此基础上考虑个体警觉性对于接触行为的影响，引入有意识个体产生警觉性V的概率a以及具有警觉性的个体恢复为非警觉状态R的概率b，其中a+b＝1；由此将基础的信息扩散与流行病传播的双层网络模型中的个体分为八类：不具有警觉性的无意识易感个体US_R、不具有警觉性的无意识感染个体UI_R、不具有警觉性的有意识易感个体AS_R、不具有警觉性的有意识感染个体AI_R、具有警觉性的无意识易感个体US_V、具有警觉性的无意识感染个体UI_V、具有警觉性的有意识易感个体AS_V以及具有警觉性的有意识感染个体AI_V；基础的信息扩散与流行病传播的双层网络模型的微观马尔可夫过程的方程如下：

其中，分别为t时刻节点i处于US_R、US_V、AS_R、AS_V、UI_R、UI_V、AI_R以及AI_V状态下的概率，并且满足归一化条件：

在上面的方程中，用c_ij和v_ij表示物理接触网络层和通信网络层的邻接矩阵元素，定义个体i不被任何邻居传播为知觉个体的概率为r_i，在物理接触网络层，定义非警觉个体i在无意识状态时，不被任何邻居感染的概率为警觉个体i在无意识状态时，不被任何邻居感染的概率为同样，非警觉个体i在有意识状态时，不被任何邻居感染的概率为警觉个体i在有意识状态时，不被任何邻居感染的概率为于是有以下方程式：

其中，而ρ控制着两种应对方式的选取，ρ＝1时对应于采用个体警觉行为1，ρ＝0时对应于则采用个体警觉行为2。

2.根据权利要求1所述基于个体警觉行为的双层网络病毒传播模型建立方法，其特征在于：步骤1中流行病相关信息由国家卫生部网站上公开的信息获取；信息传播相关参数通过爬取微博事件传播过程得到；个体警觉性参数由问卷调查得到。

3.根据权利要求1所述基于个体警觉行为的双层网络病毒传播模型建立方法，其特征在于：步骤4中个体警觉行为1时，具有警觉性的个体会和同样具有警觉性的邻居个体保持物理接触，同时断开与非警觉邻居个体的物理接触，而不具有警觉性的个体则会和所有的邻居个体保持接触。

4.根据权利要求1所述基于个体警觉行为的双层网络病毒传播模型建立方法，其特征在于：步骤4中个体警觉行为2时，具有警觉性的个体会和不具备警觉性的邻居个体保持物理接触，而断开与非警觉邻居个体的物理接触，而不具有警觉性的个体则会和所有的邻居个体保持接触。