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1、1962007,43(2)ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用◎工程与应用◎基于元胞自动机的传染病传播模型研究1121余雷,薛惠锋,高晓燕,李刚1121YULei,XUEHui-feng,GAOXiao-yan,LIGang1.西北工业大学资源与环境信息化工程研究所,西安7100722.第四军医大学护理系,西安7100321.ResourceandEntertainmentInstitute,NorthwesternPolytechnicalUniversit
2、y,Xi’an710072,China2.NurseDepartment,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xi’an710032,ChinaE-mail:yul525@163.comYULei,XUEHui-feng,GAOXiao-yan,etal.Epidemicspreadmodelbasedoncellularautomata.ComputerEngineeringandApplications,2007,43(2):196-198.Abstract:Basedont
3、hetheoryofcomplexityadaptivesystem,webuildacellularautomatamodeltosimulatethecomplexpro-cessofepidemicspread.Basedonthismodel,wesimulatethespreadprocessofSARSsuccessively.Thenseveralfactors,suchasmoveofpeople,whetherbeingtreatedintime,whichhavegreateffects
4、onthepropagationofepidemicareanalyzed,andwhoseeffectsonepidemicarestudied.Somesuggestiontodealwiththiskindofproblemisgivenfinally.Keywords:epidemicmodel;cellularautomata;complexityadaptivesystem;computersimulation摘要:从复杂适应系统的观点,通过建立元胞自动机模型的方法模拟疾病传播这个复杂的过程.并
5、对SARS地传播过程成功地进行了模拟。同时以此为基础针对可能对传染病产生影响的几种因素作了具体地考察,如人员的移动、及时就医等,考察这些因素对控制传染病达到稳定的具体影响,并给出一些控制这类问题的建议。关键词:传染病模型;元胞自动机;复杂适应系统;计算机模拟文章编号:1002-8331(2007)02-0196-03文献标识码:A中图分类号:N941;TP2731引言决了这些问题,有助于合理地制定决策:如何及时采取措施能人类历史上曾多次受到危害极其严重的传染病的威胁。其够有效地控制传染病的爆发,或者具体在传
6、染病发展的不同阶实对传染病的描述和预测是人们由来已久的研究课题。从20段采取哪些措施会比较有效。世纪的四五十年代开始,以微分方程为主的决定论模型逐渐受元胞自动机是描述自然界复杂现象的常用工具,最初被用到重视,一直到现在仍然具有非常重要的学术地位,其中最有于模拟生命系统特有的自复制现象。它是时间和空间都离散的影响的是SIR和SIS模型[1]。这些模型在应用中往往能给出与动力模型。20世纪40年代初,现代计算机的创始人之一冯·诺实际统计结果符合得相当不错的结果,但是大多基于微分动力依曼开始思考描述生物自我繁衍的
7、逻辑形式,提出了元胞自动系统,一般计算繁杂,并且方程的解对初始条件极为敏感,不能机的概念。但受制于当时计算机能力的限制,直到20世纪80年代,S.Wolfram[6]才对元胞自动机进行了全面地研究。将其动很好处理实际过程的突发和随机事件。传染疾病的传播过程中充满了偶然因素的影响,它的传播力学行为分为4大类:平稳型、周期型、混沌型、复杂型,其中复显然是一种复杂现象。这是因为传染病传播的载体—人和人之杂型为出现复杂的局部结构,由于其演化可以表现出极其复杂间的交流、接触、联系所形成的系统是复杂的。易感染、有传染的
8、形态,所以经常用于复杂系统地建模与模拟。性的个体,全都是有主动性的个体,它们的行为方式对于病情正是鉴于元胞自动机对复杂问题的建模能力,该文尝试利的发展具有影响,同时也会随外界情况的变化产生适应性的改用元胞自动机建立流行病传播模型来模拟流行病传播这一复变,这也造成了要研究的问题的复杂性[2-5]。杂现象,做一些在现实世界中通过其它方法所不能做的实验,对传染病爆发的干预和控制措施对于传染病发展的影响将结果进行对比分析
