坎德韦,昆丹;乔伊·库里 以马基·汤普森谣言为模型的信息传播的最佳控制。 (英语) Zbl 1470.92309号 Commun公司。非线性科学。数字。模拟。 19,第12期,4135-4147(2014). 摘要:我们使用Maki Thompson谣言模型对均匀混合人群中的信息传播进行建模。我们从单个竞选者的角度出发,提出了一个最优控制问题,以在竞选预算固定的情况下,最大限度地扩大信息的传播。控制信号,如大众媒体上的广告,试图将无知者和扼杀者转化为传播者。我们证明了在等周预算约束下,当竞选活动产生非线性成本时,最优控制问题解的存在性。该解决方案采用了蓬特里亚金最小值原理和一种改进的前向后扫描技术进行数值计算,以适应等周预算约束。本文开发的技术是通用的,可以应用于其他领域的类似最优控制问题。我们允许信息流行病的传播率在竞选期间发生变化,以模拟民众对竞选主题的兴趣水平随时间变化时的实际情况。针对不同的模型参数和扩频率分布,研究了最优控制信号的形状。我们还研究了最佳竞选成本随各种模型参数的变化。结果表明,对于某些模型参数,与静态控制策略相比,优化策略可以取得显著改善。静态策略与最优策略遵循相同的预算约束,并且在整个活动范围内具有恒定值。这项工作适用于选举和社会意识活动、产品广告、电影推广和众筹活动。 引用于17文件 MSC公司: 92天30分 流行病学 37N25号 生物学中的动力系统 关键词:Maki Thompson谣言模型;最优控制;蓬特里亚金最小原理;社交网络 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{K.Kandhway}和\textit{J.Kuri},Commun。非线性科学。数字。模拟。19,第12号,4135--4147(2014;Zbl 1470.92309) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] Barrat,A。;Barthlemy,M。;Vespignani,A.,《复杂网络上的动力学过程》(2008),剑桥大学出版社·Zbl 1198.90005号 [2] Daley,D.J。;Kendall,D.G.,《流行病与谣言》,《自然》,2041118(1964) [3] Maki,D.P。;汤普森,M.,《数学模型和应用,重点是社会、生活和管理科学》(1973年),普伦蒂斯·霍尔 [4] Rapoport,A.,《通过具有社会结构偏见的人群传播信息:I.传递性假设》,《公牛数学生物学》,第15、4、523-533页(1953年) [5] 戈夫曼,W。;Newill,V.A.,《流行病理论的推广:思想传播的应用》,《自然》,204,4955,225-228(1964) [6] Fister,K.R。;Lenhart,S。;McNally,J.S.,在HIV模型中优化化疗,Electron J Differ Equ,1998,32,1-12(1998)·Zbl 1068.92503号 [7] 格拉斯,D。;考尔金斯,J。;Feichtinger,G。;Tragler,G。;Behrens,D.,《非线性过程的最优控制:在毒品、腐败和恐怖中的应用》(2008),Springer·Zbl 1149.49001号 [8] 卡尼克,A。;Dayama,P.,《信息流行病的最佳控制》(第四届通信系统和网络国际会议(2012年),IEEE),1-7 [9] 坎德韦,K。;Kuri,J.,《如何开展活动:SIS和SIR信息流行的最佳控制》,应用数学计算,23179-92(2014)·兹比尔1410.92124 [11] 贝伦,S。;卡亚,C.Y。;Pearce,C.E.M.,《通过两次广播对谣言进行冲动控制》,《ANZIAM J》,46,379-391(2005)·Zbl 1102.49003号 [12] Sethi,S.P。;Prasad,A。;He,X.,《新产品采用模型中的最优广告和定价》,J Optim Theory Appl,139,2,351-360(2008)·Zbl 1159.49035号 [13] Pittel,B.,《关于散布谣言》,SIAM J Appl Math,47,1,213-223(1987)·Zbl 0619.60068号 [14] Chierichetti,F。;Lattanzi,S。;Panconesi,A.,社交网络中的谣言传播,(自动机,语言和编程(2009),施普林格),375-386·Zbl 1247.05227号 [15] Ledzewicz,美国。;Schättler,H.,关于带有疫苗接种和治疗的一般sir模型的最优奇异控制,离散连续动态系统,19981-990(2011)·Zbl 1306.49056号 [16] 浅野,E。;格罗斯,L.J。;Lenhart,S。;Real,L.A.,狂犬病集合种群模型中疫苗分布的最优控制,Math Biosci Eng,5,2,219-238(2008)·Zbl 1158.92324号 [17] Castilho,C.,通过教育运动实现流行病的最佳控制,Electron J Differ Equ,2006,1-11(2006)·Zbl 1108.92035号 [18] Behncke,H.,确定性流行病的最优控制,最优控制应用方法,21,6,269-285(2000)·Zbl 1069.92518号 [19] 加夫,H。;Schaefer,E.,《应用于各种流行病学模型的疫苗接种和治疗策略的最优控制》,Math Biosci Eng,6,3,469-492(2009)·Zbl 1169.49018号 [20] Lashari,A.A。;Zaman,G.,带水平传播的媒介传播疾病的最优控制,非线性模拟现实世界应用,13,1,203-212(2012)·Zbl 1238.93066号 [21] 莫顿,R。;Wickwire,K.H.,关于确定性流行病的最优控制,Adv Appl Probab,10,622-635(1974)·Zbl 0324.92029号 [22] Sethi,S.P。;Staats,P.W.,一些简单确定性流行病模型的最优控制,J Oper Res Soc,10,129-136(1978)·Zbl 0383.92017号 [23] 严,X。;Zou,Y.,基于双因素模型的最优网络蠕虫治疗策略,电子电信研究所J,30,1(2008) [24] 朱,Q。;杨,X。;Yang,L.X。;Zhang,C.,延迟模型下计算机病毒的最优控制,应用数学计算,21811613-11619(2012)·Zbl 1278.49045号 [25] Khouzani,M.H.R。;Sarkar,S。;Altman,E.,流行病进化的最优控制,(IEEE计算机通信国际会议论文集(2011),IEEE),1683-1691 [26] 贝伦,S。;Kropat,E。;韦伯,G.W.,《关于连续时间内经典的马基·汤普森谣言模型》,《中欧行动研究杂志》,19,1,1-17(2011)·Zbl 1207.91054号 [27] Gani,J.,《Maki-Thompson谣言模型:详细分析》,《环境模型软件》,15721-725(2000) [28] Pearce,C.E.,一般随机谣言的精确解,数学计算模型,31289-298(2000)·兹比尔1043.92526 [29] Lebensztayn,E。;马查多,F.P。;罗德里格斯,P.M.,《关于随机扼杀谣言过程的行为》,《环境模型软件》,第26期,第517-522页(2011年) [30] 内科维,M。;莫雷诺,Y。;Bianconi,G。;Marsili,M.,《复杂社交网络中的谣言传播理论》,Physica A,374,457-470(2007) [31] 阿特金森,K。;Han,W.,《理论数值分析:功能分析框架》(2009),施普林格出版社·Zbl 1181.47078号 [32] M.I.卡米恩。;Schwartz,N.L.,《动态优化:经济学和管理中的变量演算和最优控制》(1991),北荷兰:北荷兰阿姆斯特丹·Zbl 0727.90002号 [33] 弗莱明,W.H。;Rishel,R.W.,确定性和随机最优控制(1975),Springer-Verlag:Springer-Verlag纽约·Zbl 0323.49001号 [34] Rudin,W.,《数学分析原理》(1964),McGraw-Hill:McGraw-Hill纽约·Zbl 0148.02903号 [35] Walter,W.,《常微分方程》。常微分方程,数学系列研究生教材(1998年),斯普林格·弗拉格·Zbl 0991.34001号 [36] Birkhoff,G。;Rota,G.C.,《常微分方程》(1989),John Wiley and Sons·Zbl 0183.35601号 [37] 新泽西州库茨,《实用科学计算》,AMATH 581课程笔记(2005),华盛顿大学应用数学系 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。