复合种群空间流行病演化动力学与对策分析

【摘要】空间流行病演化动力学是现在网络化社会背景下从公共卫生安全与信息科学综合交叉的国际学术前沿问题之一。最近几十年间,伴随人类社会的网络化进程,现代公共卫生医疗体系得以建立和完善,努力制衡传染病的威胁；然而另一方面,这种网络化发展趋势也使得人员与物资的流动日益频繁、便捷,从而增强了流行病空间扩散的潜力。例如：2002-2003年,藉由发达的国际航空网络,非典型性肺炎(SARS)这种高致病性病毒得以从香港迅速扩散到全球三十多个国家；时隔几年,甲流感(AH1N1)又凭借发达的公共交通网络席卷世界各国,从最初墨西哥的局部疫情到全球两百多个国家暴发大流感,期间仅仅经过了三四个月。当代流行性传染病大尺度范围空间传播所体现出的新特性,根源于当今人口结构与人群移动属性等方面社会因素的改变。复合种群网络模型的提出为刻画流行病大尺度范围空间传播带来了合理的研究思路与方案。研究人员通过采用粒子网络的结构框架和反应散射(或反应通勤)的动力学机制,抓住了驱动流行病空间传播的关键因素,与现实情况存在很强的对应。本论文基于复合种群的模型框架对空间流行病演化动力学进行了诸多探索。采用实证统计、理论分析、数据驱动与计算仿真相结合的手段,研究了流行病空间传播的内秉机理与影响因素,并对流行病控制对策的效用进行了系统的分析。本博士论文主要内容如下：基于实际数据,对大尺度空间范围流行病传播过程中标度律联合涌现进行了实证研究与理论分析,揭示出标度涌现源于系统自身的结构异质性,这在以前是未被研究清楚的(前人普遍认为外界因素的扰动是起因)。通过研究传播模式,揭示出结构异质性对于刻画大型流行病的重要意义。我们将在第二章详细阐述这部分内容。基于最小复合种群模型,首次针对控制策略延缓空间入侵效果的问题构建了统一的理论框架(前人的方法只适用于分析航空管制的情况)。对比了航空管制与病患隔离这两种代表性策略对空间入侵的延缓效果,揭示出响应延时的重要影响；我们将在第三章详细阐述这部分内容。·首次系统地研究了基于危情评估反馈调控策略强度的病患隔离机制的效果(前人的研究忽视了决策的影响),通过对比均质与异质隔离下策略的作用效果,发现某些条件下异质隔离对于削减感染者数量能起到事半功倍的效果,但对空间入侵的延缓却不是最优的。值得指出的是,基于美国人口统计与航空运输流量的真实数据驱动的大型复合种群网络模型尚属国内首例。我们将在第四章详细阐述这部分内容。针对传统复合种群框架下往往假设子种群内个体均匀混合的问题,本论文基于最新的实证结果,首次在复合种群模型框架中考虑了地域相关的异质性接触模式,研究了对于空间传播阂值的影响,并将分析对象拓展到复合种群网络模型,发现接触模式的异质性能显著降低流行病空间传播的阈值。我们将在第五章详细阐述这部分内容。
【作者】王林；
【导师】李翔；
【作者基本信息】复旦大学，电路与系统，2013，博士
【关键词】复合种群；复杂网络；演化动力学；流行病空间传播；标度律；传染病控制对策；空间入侵；首达时间；接触模式；传播阈值；

【参考文献】
[1]林小平.基于面向对象的酒店客户关系管理系统设计[D].广东工业大学,2004.
[2]王君旭.基于数据包络法的安全绩效指标有效性测评研究[D].中国地质大学（北京）,安全技术及工程,2013,硕士.
[3]刘济明.茂兰喀斯特森林中华蚊母树群落土壤种子库动态初探[J].植物生态学报,2000,03:366-374.
[4]牛宝艳.英语学习不成功者的语言学习信念研究[D].首都师范大学,学科英语,2013,硕士.
[5]黄辉.扶正减毒颗粒防治急性放射性食管炎的临床研究[D].陕西中医学院,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[6]袁伟.万亿次机群系统NPB性能评测与并行非数值算法实现及性能分析[D].中国科学院研究生院（软件研究所）,2005.
[7]方楠,刘风,刘小瑞,廖瑞娴,缪灵,江建军.SiC衬底上石墨烯的性质、改性及应用研究[J].化学学报,2012,21:2197-2207.
[8]马德.中国城镇养老保险制度的收入分配效应研究[D].西北大学,公共经济学,2014,博士.
[9]毕湘利,魏秀琨,朱宏,洪翔,毕艳祥.城轨交通基础设施全息化移动检测及主动维保系统[J].中国铁路,2014,11:83-87.
[10]贾丽丽.我国上市公司内部控制信息披露研究[D].山东财经大学,会计学,2013,硕士.
[11]赵慧.子宫内膜异位症患者血清和组织中HE4蛋白的表达及其临床意义[D].泰山医学院,妇产科学,2012,硕士.
[12]李忠信.选煤厂选择最佳精煤灰分方法的探讨[J].煤炭科学技术.1991(03)
[13]李向光.论商业秘密权的限制[D].河北经贸大学,法律,2013,硕士.
[14]武强.促肾上腺皮质激素释放因子诱导U87细胞凋亡机制的初步研究[D].河北医科大学,外科学,2014,硕士.
[15]王俊文,刘光杰,张湛,戴跃伟,王执铨.图像区域复制篡改快速鲁棒取证[J].自动化学报,2009,12:1488-1495.
[16]冷伟.收入分配改革与和谐社会的构建[D].贵州财经大学,马克思主义中国化研究,2013,硕士.
[17]赵晨,陈志彦,丁志华,李鹏,沈毅,倪秧.线照明并行谱域光学相干层析成像系统与缺陷检测应用研究[J].物理学报,2014,19:102-108.
[18]夏宁丽.湖南省乡村地域多功能性评价及发展决策[D].湖南师范大学,人文地理学,2014,硕士.
[19]邬晓钧,郑方,徐明星.基于主题森林结构的对话管理模型[J].自动化学报,2003,02:275-283.
[20]陈孟乔,杨广武.新建地铁车站近距离穿越既有地铁隧道的变形控制[J].中国铁道科学,2011,04:53-59.
[21]谢保军.先取特权制度之比较研究[D].华东政法学院,法律,2004,硕士.
[22]黄于珍.瘦素调控大鼠肝纤维化信号传导机制及加味升降散的影响[D].广州中医药大学,中西医结合基础,2014,博士.
[23]于仰民.基于移动平台的模式识别产品的设计与实现[D].北京交通大学,2014.
[24]陈超.恒益电厂大修项目进度管理优化研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[25]郝向伟.家蚕Hedgehog信号通路相关基因的克隆、鉴定及其功能分析[D].西南大学,细胞生物学,2013,硕士.
[26]吴伟宁,刘扬,郭茂祖,刘晓燕.基于采样策略的主动学习算法研究进展[J].计算机研究与发展,2012,06:1162-1173.
[27]许若晨.个人—组织匹配视角下高职旅游教师职业生涯管理研究[D].沈阳师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[28]杨喜荣.深海水下作业型机械手控制系统研究[D].浙江大学,2006.
[29]童福元.教学型微型数控铣床的研发[D].湖北工业大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[30]巩瑞波.新中国成立初期东北农村卫生工作研究[D].吉林大学,中共党史,2013,硕士.
[31]胡彦辉.垂直深埋U型管大地耦合式地源热泵冬季实验研究与三维数值模拟[D].重庆大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2003,硕士.
[32]张磊.阿里巴巴天津分公司中小企业服务业务创新研究[D].河北工业大学,工商管理,2013,硕士.
[33]邓路.新疆新型工业化背景下主导产业的选择研究[D].新疆大学,地理学,2013,硕士.
[34]袁雷华.SCARA机械手的RBF神经网络自适应轨迹跟踪控制[D].湖北工业大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[35]张岩.基于二自由度控制的力伺服系统分析设计[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2014,硕士.
[36]张舰.烧结机扩容改造及厚料层低温烧结工艺研究[D].东北大学,机械工程,2011,硕士.
[37]李宗鹏.超临界CO_2辅助制备有机/无机纳米复合材料[D].郑州大学,2010.
[38]胡丽芳,关欣,何友.一种新的灰色多属性决策方法[J].控制与决策,2012,06:895-898+908.
[39]鹿新华.我国商业银行效率测度及影响因素研究[D].西南财经大学,金融学,2014,博士.
[40]楼杏丹.高新技术产业集群发展创新组织模式研究[D].浙江工业大学,2006.
[41]雷彪华.政府在小额贷款公司可持续发展中的作用研究[D].福建师范大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[42]王伟.我国政府绿色采购法律制度问题研究[D].山东师范大学,环境与资源保护法学,2013,硕士.
[43]董春玲,张勤.用于不确定性故障诊断的权重逻辑推理算法研究[J].自动化学报,2014,12:2766-2781.
[44]李光玉.安钢开发研制成功微机自动配煤系统[J].冶金自动化,1995,04:28.
[45]刘运武.基于激光再制造的三维同轴送粉工作头研究[D].天津工业大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[46]秦娇.面向中继卫星的物理层网络编码调制技术[D].哈尔滨工业大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[47]张鑫.纯电动汽车PMSM控制系统的研究[D].南昌大学,机械工程（专业学位）,2014,硕士.
[48]姜虹伊.《红楼梦》越译本文化翻译策略选择研究[D].广东外语外贸大学,亚非语言文学,2013,硕士.
[49]谢胜利,谢振东,韦岗.非线性分布参数系统跟踪控制的学习算法[J].自动化学报,1999,05:627-632.
[50]李娜.远期利率及其衍生产品的再讨论[D].华东师范大学,应用数学,2004,硕士.