基于演化博弈的疫苗接种策略研究

摘要

传染病对人类的身体健康有着严重的损害，一直以来传染病的防控受到世界各国的关注。接种疫苗是一种行之有效的预防传染病传播的方法。然而，疫苗接种是一个长期存在的社会困境问题，因为疫苗本身可能具有一定的危险性，在采用自愿接种疫苗的前提下，参与者往往会优先选择不接种疫苗，这样很难达到群体免疫的效果。因此，研究传染病的疫苗接种策略问题，激励参与者积极主动的接种疫苗具有重要的意义。
　　本文在演化博弈理论基础上对疫苗接种策略进行了研究，其主要内容如下:
　　(1)本文在传染病预测模型以及疫苗接种策略中都考虑了网络结构属性。传染病在种群中的传播不单单是取决于病原体本身，同时也受到了社会网络结构的影响。传染病从一个参与者传播到另一个参与者在很大程度上是由网络结构来决定的。
　　(2)本文在传统研究的基础上考虑疫苗会失效的情况，即接种疫苗后参与者不是永久免疫，接种疫苗的参与者也会因为疫苗的失效而被感染。同时加入了补贴以及治疗激励策略，如果参与者接种疫苗后，由于疫苗失效，仍然被传染病所感染，那么在治疗时，该参与者的花费可以减免一部分，以提高参与者主动接种疫苗的概率。
　　(3)在决策阶段，本文在传统的方法上进行了改进。传统的方法是参与者随机选择一个邻居，与之收益进行对比，然后来修改自己的策略。本文对此做出了修改:首先随机选择一个邻居，获取该邻居的策略，并且对所有的选择该策略的参与者的收益进行加权平均值计算，然后参与者与该平均收益进行对比，以此来决定是否改变自己的策略。
　　仿真实验结果表明，本文提出的在传染病预测模型以及疫苗接种策略中考虑网络结构是必要的，通过与最新研究结果对比发现，本文提出的策略效果更佳。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状

1．2．1 传染病模型研究现状

1．2．2 基于演化博弈的传染病疫苗接种策略研究现状

1．3 本文的主要内容及组织结构

2 相关理论基础

2．1 SIR模型的介绍

2．2 阈值和基本再生数

2．3 复杂网络

2．4 博弈论相关基础

2．4．1 纳什均衡

2．4．2 演化博弈

2．5 本章小结

3 基于网络结构的传染病预测模型

3．1 传染病数据获取及预处理

3．2 传染病传播网络

3．2．1 网络属性

3．2．2 网络构建

3．3 基于网络结构的传染病预测模型

3．4 实验对比验证

3．5 本章小结

4 演化博弈下的疫苗接种策略

4．1 疫苗接种策略

4．1．1 接种疫苗决策过程

4．1．2 传染病模型

4．2 疫苗接种博弈的动态均衡点的稳定性分析

4．3 仿真实验与分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢