資源描述：
《復雜網絡的免疫策略》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、復雜網絡的免疫策略紀鵬導師葛洪偉江南大學信息工程學院大綱基本的復雜網絡免疫策略改變假設條件：局域搜索免疫改變免疫對象：刪除邊的免疫改變免疫原則：多重圖形剖分免疫對于有向網絡免疫的思考基本的免疫策略目標：通過對部分人接種而有效地控制疾病的傳播基于局域信息免疫uniformimmunization(均勻免疫)acquaintanceimmunization（熟人免疫）基于全局信息targetedimmunization（目標免疫）均勻免疫均勻免疫，顧名思義完全隨機的從網絡中選擇一部分節(jié)點進行免疫。它對于度數大的節(jié)點和度數小
2、的節(jié)點平等對待在無標度網絡中對應的免疫臨界值均勻免疫熟人免疫隨機選擇比例為p的節(jié)點，然后再從這些選擇的節(jié)點中隨機選擇一個鄰居節(jié)點進行免疫由于度數大的節(jié)點也就意味著有更多的節(jié)點與之相連，所以熟人免疫比均勻免疫的效率要好得多熟人免疫目標免疫根據無標度網絡的不均勻特性，可以進行有選擇的目標免疫，即選取度數大的節(jié)點進行免疫在BA無標度網絡中，目標免疫對應的免疫臨界值為目標免疫不同免疫策略的比較在網絡規(guī)模為106，冪率指數在2-3.5之間變化的無標度網絡中不同策略對應的免疫臨界值均勻免疫(空心圓)熟人免疫（空心三角形）目標免疫（
3、空心正方形）圖1（參考文獻[3]）局域搜索免疫熟人免疫假設條件為已知當前節(jié)點的度目標免疫假設條件為已知所有節(jié)點的度假設已知鄰居節(jié)點的度信息，怎樣進行免疫呢？1967年，哈佛大學的社會心理學家StanleyMilgram就設計了一個連鎖信件實驗[4]。他將一套連鎖信件隨機發(fā)送給居住在內布拉斯加州奧馬哈的160個人，信中放了一個波士頓股票經紀人的名字，信中要求每個收信人將這套信寄給自己認為是比較接近那個股票經紀人的朋友。朋友收信后照此辦理。最終大部分信在經過五、六個步驟后都抵達了該股票經紀人。Sixdegreesofsep
4、aration成功傳遞信件的前提是已知朋友中成功傳遞信件的程度類似于該實驗過程，提出了局域搜索免疫(localsearchimmunizationstrategy)局域搜索免疫在模型中實驗圖2實驗采用SIS病毒傳播模型，在ER隨機網絡(a:N為104,=4)，BA無標度網絡模型(b：N=104,m0=8,m=4；c：N=104,m0=8,m=6)中進行仿真。F為感染節(jié)點的密度，q為免疫節(jié)點的比例。在現(xiàn)實網絡中實驗圖3實驗采用SIS病毒傳播模型在(autonomoussystem)AS層面的Internet網絡和H
5、ighEnergyPhysics-Theory(HEP-Th)網絡中測試局域搜索免疫的性能。F為感染節(jié)點的密度，q為免疫節(jié)點的比例該免疫與聚類系數之間的關系由于局域搜索免疫是通過搜索鄰居節(jié)點中度數最大的節(jié)點進行免疫，直觀來講該免疫的性能與網絡的聚類系數有著某些聯(lián)系Assortativewiring算法[5]能在保持節(jié)點度分布不變的前提下，增加網絡的聚類系數。任意選擇兩條邊，對兩條邊對應的四個頂點重新連接：用一條邊連接兩個度數比較大的節(jié)點，另一條邊連接兩個度數比較小的節(jié)點。圖4在BA無標度網絡中，聚類系數與局域搜索免疫性
6、能之間的關系。F為算法的免疫臨界值，c為網絡的聚類系數對BA無標度網絡（N=104,m0=8,m=4）使用assortativewiring算法對網絡增加聚類系數對于局域搜索免疫的改進局域免疫算法是隨機選擇一個節(jié)點，然后按照一定要求搜索。如果一個網絡是由幾個小的不連通的網絡組成，那么這種策略就有可能一直在一個小的網絡中進行循環(huán)搜索。解決方案：n種局域搜索免疫同時進行改進的局域搜索免疫問題:n=?刪除邊的免疫無論是熟人免疫還是目標免疫，基本思想都是找到度數大的節(jié)點進行免疫，也就相當于對度數大節(jié)點的所有的邊進行刪除，但是并
7、不是所有的邊都有必要刪除的。比如節(jié)點i的度數很大，而節(jié)點j的度數很小，因為度數小的節(jié)點在疾病傳播過程中起的作用很小，所以邊E(i,j)也就沒有必要刪除。如果是通過物理的方式對網絡進行免疫，那么對節(jié)點進行免疫，就極大的破壞了網絡的連通度。連通度指的是兩個隨機選擇的個體之間存在路徑相連接的概率，其決定了網絡的活躍性，可以通過寬度優(yōu)先搜索算法[6]來計算。寬度優(yōu)先搜索算法是一種圖形搜索策略，從一個源節(jié)點開始搜索其鄰居節(jié)點，然后搜索與鄰居節(jié)點最近的節(jié)點，直到滿足條件為止。為了有效地降低感染節(jié)點的密度，并且提高網絡的連通度，我們
8、提出了刪除邊的免疫策略(EdgesCutImmunizationStrategy,EC免疫策略)。首先是按照節(jié)點的度數進行排序，從高到低選擇一定數目的節(jié)點，刪除節(jié)點與節(jié)點直接相連的邊。為了降低病毒在度數大節(jié)點之間的傳播，也要刪除邊E(i,j)，如果其余節(jié)點i具有多于一條邊連接到給定數目節(jié)點j。刪除邊的免疫在模型中測試免疫策略性能圖
