传染性疾病在耦合空间网络的传播机制与预防方法

大规模的疾病传播经常造成巨大损失，关系到国计民生。控制疾病传播的重要问题就是研究其传播所依赖的网络结构。但以前的研究大多关注单一网络结构对疾病传播的作用，忽视了网络之间存在的耦合关系。本项目将针对耦合空间网络的结构特点，从网络间的耦合关系、网络的空间属性与相应的传播模式，理解耦合网络上特有的传播动力学特点，从而发展出更具适应性的疾病控制方法。通过对耦合网络上疾病传播过程的数学描述，建立、发展和完善相应的疾病传播模型，提炼带普遍意义的问题，同时为研究耦合网络从结构到功能的讨论开拓新思路。项目对于加深对耦合空间网络上疾病传播特点的认识，发展相应控制疾病传播的方法有重要意义。

本项目从疾病传播的媒介网络特点——耦合关系与空间属性出发，研究了此类网络的结构特点，在此基础上，进一步研究了疾病在耦合空间网络上传播的动力学特点，并在发展更具适应性的疾病控制方法上做了探索。主要发现包括：（1）耦合交通网络具有特殊的脆弱性；（2）空间网络具有不同于镶嵌空间的分形维度；（3）城市交通网络——疾病传播的主要媒介网络之一——具有类似渗流的交通组织方式；（4）耦合空间网络上疾病传播的阈值随着耦合约束长度的增大而减小；（5）耦合小世界网络上的疾病传播速度随着小世界重连概率的增加而增大；（6）疾病与网络故障具有类似的空间传播规律；（7）建立了用网络自愈方法控制疾病传播的研究框架。