基于Agent动态小世界网络的HIV同性传播仿真研究

提出了一个agent动态小世界网络仿真模型,结合了小世界网络结点和agent的双重特性,研究了HIV(Human Immunodeficiency Virus)在同性人群中传播扩散的动态过程。为了适应社会网络上HIV传播的动态特性,模型在小世界网络基础上增加两个个体之间的偶然关系和固定关系以及个体从系统中的移入和移出。介绍了HIV病情发展的不同阶段及疾病参数,考虑了个体的自主性和检测对HIV传播的影响。仿真结果表明该模型较好地反映了动态社会网络和个体自主性行为对HIV传播的影响。     

传染病传播模型综述

建立传染病传播模型是理解传染病流行机理, 预测流行趋势, 进行防控决策的基础. 将传染病传播模型分为单一群体模型, 复合群体模型和微观个体模型三类. 单一群体模型从宏观角度刻画了集计量的变化, 以经典的\,SIR\,为基础, 在仓室设置、 年龄结构、 随机性、 异质性等方面进行了扩展. 复合群体模型将人群划分为多个子群体, 子群体之间因人口流动而耦合, 适合研究具有空间异质性的跨地区传播问题. 微观个体模型的出发点是个体状态和行为, 所有个体形成接触网络. 这类模型有理想网络和现实网络两个研究方向, 理想网络关注接触网络特性对传染病传播动力学的影响, 现实网络致力于揭示社会接触的实际特征, 构建足够真实的模拟网络, 研究传染病的传播. 这三类模型各有特点, 分别具有各自的适用领域, 应根据研究目的和问题特点选择合适的建模方法.     

主体异质性、复杂网络与网络效应下的标准竞争——基于计算经济学的研究

分析了Agent的网络效应异质性和预期异质性对网络效应下标准竞争和扩散的影响.采用复杂网络"小世界效应"模型和基于Agent的计算机建模技术,并结合行为博弈学习理论EWA算法,由此对复杂网络下标准竞争过程中的主体异质性对标准扩散的影响进行计算机建模研究.基于异质性个体在局部网络中的交互作用和Agent行为的学习演化与预期调整,通过计算机仿真,发现网络效应异质性对标准扩散有正面促进作用.本文研究也发现预期的强度和预期调整因子的取值大小对标准竞争扩散的速度和结果有非常明显的影响.在一定情况下,异质性的预期能够克服先发优势;Agent的异质性预期也能帮助实现新旧技术的转换.     

IDU大规模社会网络及其HIV传播模拟

引入复杂Agent网络模型建立注射吸毒(IDU)共享网络的HIV传播模拟模型。在传统无标度网络配置模型的基础上,通过增加邻域选择机制和三角形形成机制,提出了一种能应用于大规模病毒传播的IDU社会网络生成和演化算法。模型可实现指数可调幂律度分布、高聚类系数和度-度相关等社会网络特征;网络中的边可以断开、重连,网络中的节点可以退出、进入,网络具有动态特性。网络中节点Agent模型中包括个体的行为、病程及个体对疾病干预措施的响应机制,通过节点Agent和网络的协同作用,实现个体行为、个体之间共用注射器吸毒构成的社会网络和干预政策耦合演化的HIV传播模拟模型。对生成的网络进行了社会网络参数度量,利用云南省的数据对吸毒网络HIV传播干预情景进行仿真研究。     

网络结构对谣言传播的影响

在分析战时谣言传播心理学机制的基础上,将谣言传播人群划分为三类,通过设计个体的交互规则,利用度分布来描述个体间的交互结构,建立了复杂网络谣言传播的新模型.并从理论推导和计算机仿真两个角度分析了网络结构与谣言传播效果之间的关系,结果表明:1)网络平均度分布越大,异质性越高,越有利于谣言传播;2)谣言在社区结构网络传播时会出现震荡行为.     

基于增强心理行为异质性的改进社会力模型

模拟焦虑情绪下的人群疏散，对于解决逃生等运动学问题具有重要意义。国内外大多数研究在人群疏散问题中单纯引入焦虑因子这一介质，并未考虑在此类紧急环境下外界关键因素如何影响焦虑因子。提出了改进社会力模型(improving social force model, ISFM)，结合基于Agent的踩踏风险评估，量化了环境关键变量对焦虑因子的影响，引入心理作用力参数，将焦虑因子对现实疏散过程中所造成的影响通过物理矢量的方式作用在模型中。ISFM通过增强个体心理行为异质性，实现了个体运动矢量的选择。对比真实疏散情景，实验结果表明：ISFM更能反映个体疏散行为，更具说服力。     

社会网络与创新扩散的共生演化

在基于协调博弈和动态网络的基础上,构建了一个社会网络与创新扩散的共生演化模型,采用仿真与计量相结合的方法,分析了创新扩散、网络整体收益和社会网络之间的相互影响。研究表明,个体行为与社会网络结构对创新扩散的影响,取决于创新自身相对优势的大小,具有相对优势的创新在密集的网络中和规则连接方式下更容易扩散。网络整体收益不仅与创新自身以及采用个体的自身特征有关,也与局部网络效应强弱和个体之间建立联系的成本相关。创新扩散微观层面中个体策略选择行为特征会导致社会网络结构特征(如网络异质性、小世界效应,度相关性)的变化。     

新个体的加入及初始条件对疾病传播的影响

用复杂网络理论构建人群关系网,采用随机差分方程组等价描述SIS模型与SIR模型的疾病传播过程,通过方程组,理论上得到了某些一般性结论。然后讨论了由于新个体加入使网络变复杂的传播情况,通过仿真发现,新加个体的重要度及人群关系网的拓扑结构对疾病传播过程有影响。此外,研究了SIR模型中不同初始感染个体对疾病传播的影响,当初始个体是随机选取或来自不同k-center时,传播过程有明显的不同。而且对个体数目及平均度相同的网络,在相同条件下,网络的深度越小,感染的人数越多。     

基于社会网络冲突信息传播的群体特征

当两种冲突信息在社会网络上同时传播时,社会群体呈现的特征值得研究. 依据复杂性科学和社会学研究的有关理论和方法,利用了网络传播的SIR模型,建立了信息的传播演化模型. 在传播过程中引入个体处理冲突信息的三种行为方式：先入为主、从众行为和领导意见,并在大规模社会网络上进行了不同行为方式传播模型的对比研究. 研究表明,社会网络的结构和个体行为的倾向对信息传播结果有显著影响. 由局域性相互作用发展为集体行为,整体特性比局部特性呈现出更多的变化趋势. 研究结果有助于解释大规模社会群体呈现出的某些特征,如群体极化和群体多样性等现象.     

面向工程事故防控的违规操作行为扩散研究

施工人员的违规操作行为会致使工程项目事故发生,直接威胁生命财产安全和影响工程项目成败。在研究工程项目施工事故产生机理和施工人员违规操作行为扩散机理的基础上,运用运筹学方法分析违规操作行为在施工人员网络中的传播扩散过程,研究表明:自身阈值、影响系数和显现程度对施工人员违规操作行为的传播扩散具有不同的调节作用,合理调整自身阈值、影响系数、显现程度与影响节点和传播路径数量变化的作用关系,可以有效减轻违规操作行为的传播扩散程度,相关结论可以在一定程度上帮助防控和减少工程项目施工中突发事故的发生。     

异性人口的HIV/AIDS流行病模型的分岔

在异性人口中HIV的传播对HIV／AIDS流行病产生了极大的影响，这一事实早已被人们所认识。本文通过异性人口的HIV／AIDS流行病的非对称模型的分岔问题的讨论，给出了这个模型的实际定义与解释，并运用中心流行定理及其计算方法得到，在这个模型的疾病消除平衡点处出现静态分岔，且它的分岔的余维数等于一。由此得到这个系统是结构不稳定的，因此社会环境的改变对疾病控制也起着重要作用。     

非对称异性人口的HIV/AIDS流行病模型的平衡点的存在性和稳定性

主要讨论非对称异性人口的 HIV/AIDS流行病模型的平衡点的存在性 ,并给出其稳定的条件.     

基于Agent的股票市场仿真:个体行为对市场、政策效果的影响

基于A gent的金融市场仿真是一种自底向上的金融复杂系统研究方法。针对连续竞价市场建立了一个基于A gent的股票市场仿真模型,模型中有基本分析者和技术交易者两类A gent。利用该模型研究了微观个体行为对宏观市场现象的影响:再现了实际交易数据中表现出来的异常现象,分析了技术交易者对价格动态和交易量的影响。研究了微观个体行为对涨跌幅限制政策实施效果的影响,以期为政策设计与评价提供一种新的方法。     

A Systemic Inquiry into the AIDS Epidemic in the Western Cape of South Africa through Interactive Management

South Africa has the largest number of people living with HIV/AIDS. Approximately 6.2 million South Africans are living with HIV/AIDS. The AIDS epidemic has impacted on its economy and plagued its vibrancy. The government of South Africa has invested significant resources to fight AIDS. However, the number of AIDS-related deaths in South Africa is the second highest in the world. Different from the common approaches used to study the AIDS problem, this paper demonstrates how Interactive Management (IM), a methodology echoing systemic thinking, can be employed to identify the drivers leading to the AIDS epidemic in the Western Cape of South Africa. The preliminary exploration is not aimed at discovering a theory, but enhancing learning and consensus among stakeholders. Through a full-day IM session, the study identified two major drivers leading to the AIDS epidemic: poverty and lack of knowledge of HIV/AIDS. The identified drivers can serve as a starting point to revisit the current governmental strategies in fighting AIDS.     

Global Dynamics for an HIV Infection Model with Crowley-Martin Functional Response and Two Distributed Delays

In this paper, an HIV dynamics model with two distributed intracellular delays incorporating Crowley-Martin functional response infection rate is investigated. The authors take into account multiple stage disease transmission and the latently infected cells (not yet producing virus) in our system. The authors consider nonnegativity, boundedness of solutions, and global asymptotic stability of the system. By constructing suitable Lyapunov functionals and using the Lyapunov-LaSalle invariance principle, the authors prove the global stability of the infected (endemic) equilibrium and the diseasefree equilibrium for time delays. The authors have proven that if the basic reproduction number R₀ is less than unity, then the disease-free equilibrium is globally asymptotically stable, and if R₀ is greater than unity, then the infected equilibrium is globally asymptotically stable. The results obtained show that the global dynamic behaviors of the model are completely determined by the basic reproduction number R₀ and that the time delay does not affect the global asymptotic properties of the model.     

基于自适应调节的人类动力学模型

近期人类动力学的研究揭示:大量人类行为的时间间隔分布具有标度性.尽管最近建立的人类动力学的排队论模型在解释这种非泊松特性的成因方面取得了很大成功,但还有大量存在标度性的人类行为不能用排队论模型描述.基于人类对自身行为的兴趣或活性的自适应调节现象,提出了一个非排队论的人类动力学模型,并对其进行了数值模拟和解析研究.该模型可以获得指数为-1的幂律形式的时间间隔分布,与一些实证结果相吻合.这一结果表明,自适应调节的兴趣或活性也是人类行为的非泊松特性的成因之一.     

Statistical Diagnosis for HIV Dynamics Based on Mean Shift Outlier Model

Ordinary differential equation(ODE) are widely used for quantifying HIV viral dynamics.It is interesting but challenging to estimate ODE parameters from noisy data, especially when the data have some outliers. In this study, the authors use the Mean Shift Outlier Model(MSOM) to detect outliers in HIV model based on the two-step estimation of ODE. Approximate formula for shift parameter is derived. Furthermore, a score test statistic is constructed and its approximating distribution is established. The simulation results show that: 1) The boundary points have more impact on the parameter estimation relative to interior points. 2) The proposed procedure can detect the outliers effectively. The authors illustrate the proposed approach using an application example from an HIV clinical trial and find similar pattern to the simulation studies.     

Complex HIV/AIDS Landscapes: Reflections on How ‘Path Creation’ Influenced an Action-Oriented Intervention

This article reflects on the way in which the path creation theorem influenced an intervention designed to overcome an intractable challenge during a community-university partnership in the Limpopo Province, South Africa. The intractable challenge related to the legacy of the Abstain, Be Faithful, Condomise (ABC) campaign that was mounted in the early 1990s to reduce the global impact of HIV/AIDS. Despite the context of the HIV/AIDS epidemic having shifted significantly since the ABC slogan was invented, the community partner—who focus on HIV/AIDS-related work—reported that the ABC-legacy continued to be a source of frustration in their work. In order to begin the process of overcoming the challenge, the partnership decided to go beyond the conventional boundaries of community-based HIV/AIDS discourses and develop an intervention influenced by complexity. The guiding heuristic for the design was the path creation theorem, placing special emphasis on the initial conditions, contingency, self-reinforcing mechanisms and lock-ins. The findings from the reflection indicate that concepts associated with path creation added value to the design—particularly from the perspective of incorporating processes of emergence over contingent events. The article concludes by suggesting that the path creation theorem was a flexible heuristic and that the application may have opened opportunities to explore the synergies between managing complex systems and more conventional forms of managing community-based interventions relating to HIV/AIDS.     

多样性和归纳推理与证券市场动力机制

以前期建立的多智能体证券市场人工模型为平台,采用仿真分析的方法,研究了多样性和归纳推理在证券市场动力机制的作用,发现智能体策略的多样性是系统稳定的基础;在对称信息下,趋势交易作为一种可选交易风格不会导致系统波动增大,反而可以进一步提供多样性,稳定系统;归纳推理是产生收益率分布尖峰肥尾现象的关键因素之一.