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2015 | OriginalPaper | Buchkapitel

Node-Immunization Strategies in a Stochastic Epidemic Model

verfasst von : Juan Piccini, Franco Robledo, Pablo Romero

Erschienen in: Machine Learning, Optimization, and Big Data

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

The object under study is an epidemic spread of a disease through individuals. A stochastic process is first introduced, inspired in classical Susceptible, Infected and Removed (SIR) model. In order to jeopardize the epidemic spread, two different immunization strategies are proposed. A combinatorial optimization problem is further formalized. The goal is to minimize the effect of the disease spread, choosing a correct immunization strategy, subject to a budget constraint. We are witness of a counter-intuitive result: in non-virulent scenarios, it is better to immunize common individuals rather than communicative ones. A discussion is provided, together with open problems and trends for future work.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Barabasi, A.: Linked: The New Science of Networks. Perseus Publishing, Cambridge (2002) Barabasi, A.: Linked: The New Science of Networks. Perseus Publishing, Cambridge (2002)
2.
Zurück zum Zitat Bayati, M., Kim, J.H., Saberi, A.: A sequential algorithm for generating random graphs. In: Charikar, M., Jansen, K., Reingold, O., Rolim, J.D.P. (eds.) RANDOM 2007 and APPROX 2007. LNCS, vol. 4627, pp. 326–340. Springer, Heidelberg (2007) CrossRef Bayati, M., Kim, J.H., Saberi, A.: A sequential algorithm for generating random graphs. In: Charikar, M., Jansen, K., Reingold, O., Rolim, J.D.P. (eds.) RANDOM 2007 and APPROX 2007. LNCS, vol. 4627, pp. 326–340. Springer, Heidelberg (2007) CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Bollobás, B.: Random Graphs. Academic Press, London (1985)MATH Bollobás, B.: Random Graphs. Academic Press, London (1985)MATH
4.
Zurück zum Zitat Fine, P.E.: A commentary on the mechanical analogue to the reed-frost epidemic model. Am. J. Epidemiol. 106(2), 87–100 (1977) Fine, P.E.: A commentary on the mechanical analogue to the reed-frost epidemic model. Am. J. Epidemiol. 106(2), 87–100 (1977)
6.
Zurück zum Zitat Keeling, M.J., Eames, K.T.: Networks and epidemic models. J. Royal Soc. Interface 2(4), 295–307 (2005)CrossRef Keeling, M.J., Eames, K.T.: Networks and epidemic models. J. Royal Soc. Interface 2(4), 295–307 (2005)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Kenah, E., Robins, J.M.: Network-based analysis of stochastic SIR epidemic models with random and proportionate mixing. J. Theor. Biol. 249(4), 706–722 (2007)MathSciNetCrossRef Kenah, E., Robins, J.M.: Network-based analysis of stochastic SIR epidemic models with random and proportionate mixing. J. Theor. Biol. 249(4), 706–722 (2007)MathSciNetCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Latora, V., Marchiori, M.: Efficient behavior of small-world networks. Phys. Rev. Lett. 87, 198701 (2001)CrossRef Latora, V., Marchiori, M.: Efficient behavior of small-world networks. Phys. Rev. Lett. 87, 198701 (2001)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Macdonald, B., Shakarian, P., Howard, N., Moores, G.: Spreaders in the network SIR model: an empirical study (2012). CoRR abs/1208.4269 Macdonald, B., Shakarian, P., Howard, N., Moores, G.: Spreaders in the network SIR model: an empirical study (2012). CoRR abs/​1208.​4269
12.
Zurück zum Zitat Newman, M.E.J., Strogatz, S.H., Watts, D.J.: Random graphs with arbitrary degree distributions and their applications. Phys. Rev. E 64(2), 026118 (2001)CrossRef Newman, M.E.J., Strogatz, S.H., Watts, D.J.: Random graphs with arbitrary degree distributions and their applications. Phys. Rev. E 64(2), 026118 (2001)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Roberts, F.S.: Bioterrorism: Mathematical Modeling Applications in Homeland Security. Frontiers in Applied Mathematics. Society for Industrial and Applied Mathematics, Philadelphia (PA) (2003) Roberts, F.S.: Bioterrorism: Mathematical Modeling Applications in Homeland Security. Frontiers in Applied Mathematics. Society for Industrial and Applied Mathematics, Philadelphia (PA) (2003)
14.
Zurück zum Zitat Santhanam, G.R., Suvorov, Y., Basu, S., Honavar, V.: Verifying intervention policies to counter infection propagation over networks: a model checking approach. In: AAAI (2011) Santhanam, G.R., Suvorov, Y., Basu, S., Honavar, V.: Verifying intervention policies to counter infection propagation over networks: a model checking approach. In: AAAI (2011)
15.
Zurück zum Zitat Shirley, M.D., Rushton, S.P.: The impacts of network topology on disease spread. Ecol. Complex. 2(3), 287–299 (2005)CrossRef Shirley, M.D., Rushton, S.P.: The impacts of network topology on disease spread. Ecol. Complex. 2(3), 287–299 (2005)CrossRef
Metadaten
Titel
Node-Immunization Strategies in a Stochastic Epidemic Model
verfasst von
Juan Piccini
Franco Robledo
Pablo Romero
Copyright-Jahr
2015
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-27926-8_19