Komputerowa symulacja dynamikirozprzestrzeniania się wirusów

• Autorzy: Wawer A. , Nielek R. , Kotowski R.

Warianty tytułu

EN

Computer simulation of virus spreading dynamics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaprezentowano model rozprzestrzeniania się wirusów łączący w sobie opis systemów wieloagentowych, analizę sieci społecznych i teorie zarażania się. Zbadano możliwość zastosowania prezentowanego podejścia do modelowania epidemii chorób.Typowa sieć społeczna została uzupełniona o socjologiczne mechanizmy komunikacji, systemową teorię komunikacji i o opis przepływu zasobów. Podjęto próbę uwzględnienia realistycznego opisu modelowania czasu społecznego. Sieć społeczna jest aktualizowana w cyklach rekurencyjnych na podstawie nadchodzących komunikatów: tworzą się nowe połączenia, a istniejące połączenia są mody?kowane. Inne znane modele, np. Huang et al. [2004], których autorzy wprowadzają „model małego świata wykorzystującego automaty komórkowe w celu odzwierciedlenia sieci codziennych kontaktów społecznych”, stosują statyczne struktury sieciowe. Symulacje komputerowe zostały wykonane w języku Java z wykorzystaniem Repast Toolkit. Przeprowadzono obliczenia dla kilku mechanizmów zarażania i z wieloma modelami komunikacji.

EN

A dynamic model combining multiagent systems, social network analysis andcontagion theories is presented. The possibilities of its application in epidemiological modelling are investigated. In the model, typical social network based on a directed graph was extended with sociological mechanisms of communicative behavior, systemtheory of communication and resource ?ow. The proposed approach follows realistic social time modelling. The network is updated in recurrent cycles. Network properties are modi?ed by ongoing communication, new links are established and existing ones are updated. In opposition to our approach, other known methods to simulate spreading of SARS virus, like that of Huang et al. [2004], where authors introduce the "smallworld model that makes use of cellular automata with the mirror identities of dailycontact social networks" make use of static network structure. In order to simulate virus spreading the computer software in Java based on Repast Toolkit was developed and used with several contagion mechanisms and multiple communication models.

Słowa kluczowe

PL

rozprzestrzenianie się wirusów; symulacja komputerowa; systemowa teoria komunikacji; przepływ zasobów; sieć typu scalefree; model SIR

• Wydawca: Wyższa Szkoła Informatyki i Umiejętności
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 5, Nr 1
• Strony: 115--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Wawer A.

autor

Nielek R.

autor

Kotowski R.

• PolskoJapońska Wyższa Szkoła Technik Komputerowych ul. Koszykowa 86, 02008 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Anderson R. M., May R. M., Infectious Diseases of Humans: Dynamics and Control, Oxford University Press, Oxford, 1991
• [2] Murray J. D., Mathematical Biology, SpringerVerlag, Berlin, 1993
• [3] Dezso Z., LaszloBarabasi A., Halting viruses in scalefree networks, Physical Review, 055103, 2002
• [4] PastorSatorras R., Vespignani A., Phys. Rev. Lett. 86, 3200, 2001; Phys. Rev., E 63, 066117 2001; eprint condmat/0202298.
• [5] Szendroi B., Csanyi G., Polynomial epidemics and clustering in contact networks, eprint arXiv:qbio/0406013, 2004
• [6] Huang C., Sun C., Hsieh J., Lin H., Simulating SARS: SmallWorld Epidemiological Modeling and Public Health Policy Assessments, Journal of Artificial Societies and Social Simulation, vol. 7, no. 4, 2004
• [7] Nielek R., Wawer A., Symulacja ewolucji społecznych sieci komunikacyjnych, MiS 2005
• [8] Gani R, Hughes H, Fleming D, Griffn T, Medlock J, Leach S. Potential impact of antiviral drug use during influenza pandemic. Emerg. Infect. Dis. [serial on the Internet]. 2005
• [9] http://www.cdc.gov/ncidod/EID/vol11no09/041344.htm
• [10] Levin S. A., Dushoff J., Plotkin J. B., Evolution and persistence of influenza A and other diseases, Mathematical Biosciences, 188 (2004) 17–28