基于计算实验的流感大流行预防策略

流感是人类健康的重大威胁之一.为探索预防新型流感大流行的有效策略,建立了北京市计算流行病模型,评估了边境口岸检疫,病例治疗,病例隔离,社会关系抗病毒预防以及免疫接种措施对四种新型流感大流行的预防效能.结果表明:边境口岸检疫对于预防新型流感大流行的作用非常有限;积极的病例治疗可预防传播能力类似于2009年A(H1N1)的新型流感大流行;高强度的病例治疗和病例隔离可预防传播能力类似于1957年A(H2N2)的新型流感大流行;对于传播能力类似于1918年A(H1N1)的新型流感,在高强度病例治疗和病例隔离的基础上须对病例的社会关系进行抗病毒预防才有可能预防大流行;而对于具有超级传播能力的新型流感(R_03.3),必须依靠有效的广谱疫苗才能预防大流行.研究结果对于进一步完善我国应对流感大流行的应急准备与处置计划具有参考价值.     

基于互联网搜索数据的中国流感监测

流感是第一个实现全球监控的传染性疾病，但传统监控体系发布的数据严重滞后于流感疫情的发展情况，本文探讨了网络搜索数据在流感快速预警方面的作用.研究发现，网络搜索数据中包含了与流感趋势的历史信息相“正交”的有效信息，这部分信息反映了流感疫情的当期变异，因而搜索数据可以弥补历史信息难以解释数据新变异的缺点.但是，网络搜索信息并不能完全替代历史信息，两种信息具有一定程度的互补性，历史信息能够较好地预测流感趋势，而搜索信息保障了对新变化的即时预测(now-casting)的准确性.因而，联合使用以上两种信息将会达到较理想的监测效果.     

矿尘迁移致生态系统损害级联传播评价研究

为了解决矿尘迁移致矿区生态系统损害级联传播评价问题,采用矿尘迁移路径构建迁移网络,明确潜在的危害来源路径,给出了生态系统损害级联传播Petri网仿真模型(PN-EDCP)的定义,阐述了将迁移路径网络抽象为Petri网模型的一般方法。通过向Petri网模型中引入库所对象属性与方法的概念,使得模型真实含义清晰,具备对生态系统对象间逻辑关系及损害级联传播路径的描述和分析能力,能够将矿尘迁移现象损害生态系统的过程直观展现出来。在实例研究中,使用PN-EDCP模型完成了仿真分析,并对损害度变化趋势及与之相关的级联路径进行了深入讨论。     

传染病时空传播的多智能体仿真研究

提出基于多智能体系统的传染病时空传播仿真模型,并在Swarm平台上模拟流感的时空传播过程.模型主要由智能体属性规则的定义、移动规则、邻域和状态转换规则等几部分组成,其中如何确定智能体间的状态转换规则是模型的核心.模型考虑了易感者智能体对感染的"记忆"能力以及感染剂量随时间的衰减效应,并引入个体间的空间距离指数参数,从时空两方面研究传染病的传播特征.     

两层星型网络上的传染病建模和控制

为了研究传染病在星型耦合网络上的传播规律,在两层星型网络上建立了一个新的有效度传染病模型,其网络结构对应由两个中心城市与周边县城构成的交通系统(忽略县城相互连接)。利用下一代生成矩阵计算模型的传播阈值,并数值分析影响阈值的主要因素。接着讨论切断传播途径和免疫易感人群等控制策略所对应的阈值变化。研究发现切断边界与中心的传播途径以及免疫中心节点对降低发病率最有效。结果可为传染病动力学的建模分析和疾病控制提供理论参考。     

逆反心理的网络舆情传播机制研究

逆反心理普遍存在,运用社会物理学思想,在理想气体状态方程的基础上提出一种网络舆情传播模型.针对不同传播途径偏好,运用仿真的方法,研究了受众因信息网络媒体提供的信息量变化而产生逆反心理的表现形式和内在规律.结果表明,信息量受到严重削减时,事件热度在逆反心理作用下反而会迅速上升,同时媒体公信力越强公众越不易产生逆反心理.针对如何缓解,实验发现时间因素较调整力度因素主导性更强.     

基于混合人工势场-遗传算法的移动机器人路径规划仿真研究

分析了人工势场模型存在的目标不可到达问题(GNRON)和由于局部最优解的存在而产生的死锁问题,提出了一种建立在改进人工势场模型上的基于遗传算法的最优路径搜索方法。仿真结果验证了本模型的有效性,能有效的解决由于人工势场模型缺陷而带来的路径规划问题。     

基于粒度空间的最优聚类指标研究

本文在粒度空间理论的基础上,进行了基于粒度空间的最优聚类模型研究.具体包含以下三个内容:首先提出了基于类内偏差和类间偏差获取数据分层结构的优化聚类指标,进一步建立最优聚类模型,证明了该模型解的存在性,并给出了相应的算法;其次将发生在1902-2015年间同时含有HA与NA蛋白的甲型H1N1流感病毒序列作为实验数据库,应用本文提出的优化模型和算法构建了流感病毒蛋白系统的第一级结构和第二级结构,基于距离中心最近原理建立了签名病毒选取的优化模型,挑选签名病毒蛋白,并构建H1N1流感病毒的核心进化树;最后基于距离中心最近原则构建分类器以验证本文方法的有效性.实验结果表明:应用本文方法处理甲型H1N1流感病毒可得到非常好的分类结果,且正确率达到93.25%.这些为基于大数据的信息处理提供一整套全新的处理方法.     

一种复杂环境下的战术通信信道仿真方法

现代战场复杂的地形环境和电磁环境是影响战术通信性能的主要因素。针对这些因素,在建立不规则地形环境模型、战术通信设备模型的基础上,构建了复杂环境下的战术通信信道仿真平台,研究和探讨了战术无线通信信号在此环境中的传播路径、接收功率和路径损耗等特性,并给出了仿真分析结果。     

战略构想、创新搜寻与技术创新能力演化——基于系统动力学的理论建模与仿真研究

本研究基于上层梯队理论、认知理论和知识结构视角,构建了从搜寻知识到创造知识的系统动力学模型,通过量化战略构想、创新搜寻和技术创新能力之间的关系,发现了技术创新能力的演化路径和跃迁途径. 第一,技术创新能力沿着“吸收能力主导-吸收、集成能力为主-吸收、集成和原创能力高水平均衡发展”的路径重构升级; 第二,维持在20%～50%之间的战略构想复杂度是促进技术创新能力演化路径跃迁的重要途径. 本文的发现一方面可以弥补现有实证研究在技术创新能力重构升级途径方面的不足,另一方面可以丰富系统动力学在创新管理领域的应用范围.     

用于决策训练的虚拟人行为认知模型研究

基于人工生命方法和Agent理论,建立了用于井下虚拟现实决策训练的智能虚拟矿工(Intelligent Virtual Miner,简称IVMiner)模型。IVMiner集成了感知、运动、行为、认知等组件,能产生逼真的拟人行为。为了实现IVMiner的复杂行为控制,根据简化的包容式结构,建立了IVMiner的层次化行为控制模型;在认知规划中,研究了虚拟决策训练的任务知识表达模型和IVMiner的路径规划方法,实现了其全局路径规划。最后,在PC机上实现了IVMiner的行为仿真系统,能满足IVMiner的行为控制和初步的决策训练需求。     

基于演化博弈的重大突发公共卫生事件情景预测模型与防控措施

运用演化博弈理论建立了重大突发公共卫生事件的疫情传播方程, 将政府部门和社会公众的策略互动和行为演化分析融入到传染病自然传播的SI模型. 根据卫生部公布甲型H1N1流感疫情每日新增确诊病例数, 在三种演化情景下(即疫情大规模扩散、疫情迅速得到控制、当前的政府积极防控策略), 对疫情传播初期阶段进行了Logistic方程拟合和疫情传播峰值点的预测分析. 最后, 提出了重大疫情初期阶段"谨慎性"防控原则、随着疫情进展及时调整防控策略的"灵活性"原则、选择调整时机的主要考虑因素. 根据疫情传播方程, 讨论了政府调整甲型H1N1疫情控策略对疫情传播的影响.     

企业集团的隐性知识传播模型研究

针对隐性知识的特征及其传播特点。从数量化角度应用系统动力学方法。建立企业集团成员企业之间隐性知识传播的微分动力学模型；给出判别隐性知识在集团内部能否传播的阈值条件；分析影响隐性知识传播的主要控制参数；指出改进隐性知识传播效率的路径。     

基于全息地图的机器人与操作手同步路径规划

针对机器人行走路径规划与机械手操作路径规划之间缺乏同步性,提出了一种机器人与机械手同步路径规划方法,使机器人在路径规划时不仅可以实现行走路径规划,还实现了对操作路径的规划。首先,借鉴人对空间规划的思想,设计了实现机器人与机械手同步规划的总体思路,并且给出了其涉及的两个新概念,分别为物品点和二维物品操作点;其次,设定了同步规划模型,利用转换矩阵将其同化为机器人路径点模型;最后,将机器人路径点模型分裂为二维行走路径规划模型和三维路径规划模型,并据此同步的规划行走路径和操作路径。在家庭环境下,家庭服务机器人基于全息地图利用该方法实现了机器人行走与机械手操作之间的同步性,同时也可以生成合理的行走路径和操作路径。     

意识扩散和SEIR病毒的双层网络传播模型

针对类似于新型冠状病毒(coronavirus disease 2019, COVID-19)具有明显潜伏期特性的病毒,为了解其传播特性,做出相应预测和措施,提出了一种考虑时变因素的双层网络传播模型。上层网络采用考虑时变遗忘概率的UAU(unaware-aware-unaware)信息传播模型表示关于病毒的意识信息扩散过程;下层网络采用具有潜伏态的SEIR(susceptible-exposed-infected-recovered)类病毒传播模型描述受意识信息影响的病毒传播过程。利用MMCA(microscopic Markov chain approach)推导出传染病传播阈值,通过分析遗忘因素、感染衰减因子等关键因素,仿真结果表明了所提考虑时变因素的双层网络传播模型的有效性。     

基于Petri网的VOCs跨区域流动动态风险评估方法

为了评价污染天气下由于VOCs(volatile organic compounds)跨区域流动产生的区域间的相互影响作用的大小，找出对受污染区域影响较大的路径，结合Petri网模型提出了VOCs跨区域流动动态风险评估方法。利用HYSPLIT模型确定多个潜在污染源与受污染区域的VOCs迁移路径，运用Petri网去描述各个迁移路径之间的关系；将动态风险大小的计算融入到函数Petri网的运行中，定量评估潜在污染源到受污染区域的各条路径的风险程度；案例分析得出污染天气下周边区域对于西安的动态风险评估结果以及各污染路径的潜在风险指数。研究表明，在重污染天气下各个污染源城市对西安的影响程度大小由高到低依次为宝鸡>汉中>西宁>兰州。该方法为评估VOCs跨区域流动过程中潜在污染源的风险程度提供了依据。     

连续时空最优搜索者路径问题的改进双链遗传算法

针对连续时空马尔可夫运动目标的最优搜索者路径问题(optimal searcher path problem,OSPP),建立了搜索者方向和速度均作为决策变量的搜索路径规划模型,给出了一种改进的双链遗传算法(improved double chains genetic algorithm,IDCGA)。算法采用双链实数编码策略表达搜索路径,利用混沌初始化方法产生初始种群,提出了变异幅度自适应控制的方法,通过引入基因位自适应因子η和进化代数自适应因子λ对变异操作进行了改进。以反潜搜索问题为例进行的仿真实验表明,所提出的算法具有稳定性好、寻优能力强、收敛速度快等优点,适用于求解复杂搜索路径问题。     

基于DBN威胁评估的MPC无人机三维动态路径规划

模型预测控制(model predictive control, MPC)路径规划算法适用于三维动态环境下的无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)路径规划;动态贝叶斯网络(dynamic Bayesian network, DBN)能够有效推理战场态势,对无人机进行威胁评估。针对威胁尾随无人机时的路径规划问题,构建DBN威胁评估模型,将UAV在战场环境中的威胁态势用威胁等级概率表示,与MPC路径规划算法相结合,得到基于DBN威胁评估的MPC UAV路径规划算法。通过多组仿真分析表明,在三维动态环境下,特别是威胁尾随无人机时,基于DBN威胁评估的MPC无人机路径规划算法可以得到有效的无人机路径。     

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.     

基于系统动力学的舆论风险形成及干预策略

随着Web2.0时代的到来,网络与传统媒体一起成为社会事故及其风险传播的主要途径。在这种媒介化的社会语境下,舆论风险已成为日益突出的社会风险问题,逐渐受到学者的关注和社会的重视。本文从舆论风险的基本概念入手,探讨舆论风险的基本内涵和特点,并分别对传统媒体、网络媒体和网络社区舆论风险的形成和干预路径进行分析。随后,利用系统动力学理论,分析事故风险、社会舆论和政府干预的相互影响关系,构建社会舆论形成及干预的动力学模型,并利用Stella软件对模型进行仿真分析和可视化处理。最后,本文以宁波PX项目为例,对社会舆论的系统动力学模型进行实证分析。