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随机传播事件的时空动态:从信息共享到疫情传播。 (英语) Zbl 1509.91033号

小结:在自然和人工系统中,个体之间发生的随机传播事件控制着以更大范围出现的模式。例如,从动物种群中感染性病原体的空间传播,到在线社交网络中错误信息的传播,或群体中机器人单元之间目标位置的共享。尽管信息传递事件无处不在,但量化时空传递过程的通用方法仍然难以捉摸。预测信息何时何地从一个人传递给另一个人的挑战源于有限的分析方法,以及随机模拟输出的巨大波动和固有计算成本,这是迄今为止研究这类过程的主要理论工具。在这里,我们通过发展任意空间域中随机移动的代理之间的传输动力学分析理论和任意信息传输效率来克服这些限制。我们超越了用于研究反应扩散现象的众所周知的近似,例如运动和反应限制区域,通过精确量化多个非均匀反应位置存在时的平均反应时间。为了证明我们的理论的广泛适用性,我们将其应用于不同的场景。我们展示了空间限制的类型如何在传输发生的时间尺度上发生许多数量级的变化。当获取信息代表捕获能力时,我们使用我们的形式主义来揭示领土动物之间捕食者-食饵竞争中的反直觉回避策略。当信息传输代表感染性病原体的转移时,我们考虑一个具有易感、受感染和康复个体的群体,这些个体在相遇时会移动和传播感染,并分析预测基本繁殖数。最后,我们展示了当个人移动的地方是网络的拓扑时,如何半分析地应用传输理论。

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91D99型 数学社会学(包括人类学)
92天30分 流行病学
94甲15 信息论(总论)

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