復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的病毒傳播免疫控制研究

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1、分類號(hào)學(xué)號(hào)M200971950學(xué)校代碼10487密級(jí)華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的病毒傳播免疫控制研究學(xué)位申請(qǐng)人：盧開瑞學(xué)科專業(yè)：控制理論與控制工程指導(dǎo)教師：關(guān)治洪(教授)答辯日期：2012年2月10日AThesisSubmittedinFullyFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchofVaccinationControlStrategyBasedonVirusSpreadingonComplexNetworkCandidate：LuKairuiMajor：C

2、ontrolTheoryandControlEngineeringSupervisor：Prof.GuanZhihongHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaFebruary2012獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其它個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位

3、論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密□。(請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”)學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日日期：年月日華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要自從無標(biāo)度特性和小世界特性被發(fā)現(xiàn)以后，大量的研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)中的許多網(wǎng)絡(luò)都滿足無標(biāo)度特性和小世界特性，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)也被眾多學(xué)者深入的研究?，F(xiàn)實(shí)中許多生物

4、網(wǎng)絡(luò)，因特網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)都是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的典型網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)均容易受到病毒的危害，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的安全性問題也被廣泛關(guān)注。本文主要研究如何減小或消除網(wǎng)絡(luò)中病毒傳播對(duì)網(wǎng)絡(luò)的不利影響?？刂撇《緜鞑サ姆椒ㄖ饕袃煞N：一是將染病節(jié)點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)中隔離，降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的具有傳染性節(jié)點(diǎn)的密度，二是對(duì)部分或全部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行免疫，阻斷病毒傳播的路徑。本文主要研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上病毒傳播的免疫控制。基于現(xiàn)實(shí)中免疫能力往往受醫(yī)療條件限制這一事實(shí)，我們提出了一種新的非線性脈沖接種策略，該策略下每周期中接種節(jié)點(diǎn)的密度是一個(gè)很小的有限值，利用脈沖微分方程理論，我們證明了存在一個(gè)無病周期解，得到達(dá)到無病解的充分條件，

5、并通過仿真驗(yàn)證了其正確性。該策略為醫(yī)療條件有限條件下的接種提供理論指導(dǎo)。針對(duì)人的主觀性對(duì)免疫執(zhí)行的影響，提出了一種新的非線性周期性免疫控制策略并分析了其動(dòng)態(tài)行為。通過理論推導(dǎo)和數(shù)據(jù)訪真，證明人的主觀性對(duì)病毒傳播的穩(wěn)態(tài)解和動(dòng)態(tài)過程均存在明顯影響，且得到了病毒走向消亡的一個(gè)充分條件。該策略能夠很好的幫助我們認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)中接種的實(shí)施過程，指導(dǎo)我們選取效率更好的接種方式。最后，對(duì)本文的工作進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)本領(lǐng)域的研究進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，病毒傳播，非線性脈沖接種，無病周期解,全局吸引I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractSincethescale-freesmall

6、-worldpropertiesandwereidentified,manyresearchesfoundthatlotsofrealnetworkshadscale-freeorsmall-worldcharacteristics,complexnetworkswerewidelystudiedthoroughly.Inrealworld,manybiologynetworksandcommunicationnetworkssuchastheInternetaretypicalcomplexnetwork,thesenetworksarefrequentlysuf

7、feredfromvirus,thusthesecurityofcomplexnetworkisextensivelyinvestigated.Thispaperstudieshowtoreduceoreliminatetheadverseeffectsofvirusspreadingonthesecurityofcomplexnetworks.Therearetwomainmethodstocontrolthespreadingofvirus:first,isolatetheinfectednodesfromthenetworktoreducethedensi