控制时机和力度对传染病传播的影响

摘要

隔离是控制传染病传播的最主要手段之一，控制时机和力度都会给控制效果带来不可忽视的影响。为找到最合适的控制时机和力度，本文基于无标度网络和SIR传播模型，研究控制时机和力度对传染病传播范围以及个体活动性的影响。结果表明，控制模式为只控制染病态时，无论是在不相关随机无标度网络模型还是在真实无标度网络中，当控制力度相同时，控制时机越早控制效果越好；当控制时机相同时，控制力度越大控制效果越好。无论是在网络模型还是在真实网络中，个体活动性大小的变化则是非单调的：当控制力度不变时，个体活动性随着控制时机的增大有先减小后增大的趋势，表明较早或较晚控制在传染病传播结束时活动受控制的总个体数量越少，而当在传染病传播的高峰前后开始施加控制时将需要控制更多的染病个体；当控制时机不变但在峰值之前时，个体活动性也是先减小后增大，而在峰值之后个体活动性是单调下降的。综合起来看，控制时机越早控制力度越大控制效果越好、个体受到的影响越小，即假如为实现传播范围最小被控制个体数量最少这一目的，在观测到传染病后的第1时步就开始采用最强的控制力度1,将取得最好的控制效果，传播范围从未控制的55.9%降低到0.1%,而且人群中仅有总人数0.2%的个体被控制。

关键词

复杂网络 / 控制时机 / 控制力度 / 传播范围 / 个体活动性

基金资助

国家自然科学基金(12065002); 广西师范大学物理科学与技术学院研究生创新基金(wlzls)