کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7154579 1462582 2018 23 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Individual-based optimal weight adaptation for heterogeneous epidemic spreading networks
ترجمه فارسی عنوان
انطباق وزن مطلوب مبتنی بر فرد برای شبکه های پخش ناهمگن اپیدمی
کلمات کلیدی
گسترش اپیدمی، وزن سازگاری مطلوب، شبکه های ناهمگن وزن رفتار سازگار، مدل ریاضی، همهگیرشناسی،
ترجمه چکیده
ما مطالعه اپیدمی در شبکه های مجتمع وزن، هدایت و ناهمگن را مطالعه می کنیم. ما یک مکانیسم سازگاری وزن مبتنی بر فرد را پیشنهاد می کنیم که در آن قدرت تماس افراد با توجه به سطح گسترش شبکه در شبکه قابل انطباق است. فرمول کنترل بهینه برای پاسخگویی به توافق بین سطح آلودگی جهانی و هزینه انطباق وزن محلی مطابق با توپولوژی شبکه تماس زیرزمینی ارائه شده است. ما اثبات وجود یک راه حل برای مشکل کنترل بهینه و به دست آوردن آن بیان صریح از یک تجزیه و تحلیل ریاضی دقیق. علاوه بر این، ما یک تقریب به راه حل بهینه می آوریم و انحصار آن را با یک تابع هزینه خاص بررسی می کنیم. در یک سری از آزمایش های عددی، روش پیاده سازی پیش رو به عقب برای تصدیق نتایج نظری به دست آمده اتخاذ می شود. یافته های ما بینش های جدیدی راجع به رابطه بین گسترش اپیدمی در شبکه های پیچیده ناهمگن، دینامیک پاسخ های رفتاری و هزینه های استراتژی کنترل مرتبط با پیامدهای مهمی برای توسعه آینده سیاست های بهداشت عمومی تطبیقی ​​پیدا می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
انطباق وزن مطلوب مبتنی بر فرد برای شبکه های پخش ناهمگن اپیدمی
چکیده انگلیسی
We study epidemic spreading on arbitrary weighted, directed, and heterogeneous complex networks. We propose an individual-based weight adaptation mechanism in which individuals' contact strength is adaptable depending on the level of contagion spreading over the network. An optimal control formulation is presented to address the trade-off between the global infection level and the local weight adaptation cost corresponding to the topology of the underlying contact network. We prove the existence of a solution to the optimal control problem and obtain its explicit expression from a rigorous mathematical analysis. Additionally, we derive an approximation to the optimal solution and analyze its uniqueness with a specific cost function. In a series of numerical experiments, the forward-backward sweep method is adopted to verify the obtained theoretical results. Our findings uncover novel insights into the relationship between epidemic spreading on heterogeneous complex networks, the resulting dynamics of behavioral responses, and the associated control strategy costs, with important consequences for the future development of adaptive public health policies.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation - Volume 63, October 2018, Pages 339-355
نویسندگان
, , ,