面向流行病防控的大规模人口动态接触网络建模与挖掘方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61572226
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0607.知识表示与处理
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Epidemic diseases spread mainly through the contact of population. Given the pathological parameters of pathogens and hosts, the extent of how precisely we can predict the spread trend of diseases using epidemic models will be determined by the extent of how accurately we can construct the contact network of population. Therefore, the study of contact network construction is critical for epidemic disease control and prevention. So far, how to accurately construct the contact network of large-scale population is still an unsolved challenge due to three main reasons. First, the contact network underlying population is hidden and thus it is very difficult to obtain the real-world data that directly and explicitly describe the contact behaviors of large-scale population. Second, the network of human contacts is spatially heterogeneous with respect to their social and demographic scenarios. Third, such network will change temporally at different stages of disease spread, while the existing methods cannot properly characterize and discover the temporal patterns of its dynamics. In this project, we will address the challenge of constructing dynamical contact network over large-scale population from a novel perspective in terms of multiple-source and heterogeneous data mining, by posing and investigating some fundamental research questions that to date have not been addressed in the literature. First, how to represent the spatiotemporal patterns of the dynamical contact network over large-scale meta-population based on tensor model. Second, how to mine the spatial contact patterns of meta-population in different scenarios from multiple-source and heterogeneous data including demographical data, transportation data, wireless sensor data and among others, and thereafter mine the temporal pattern of its dynamical evolution from multiple kinds of epidemic disease surveillance data. On the basis of the above studies, we will further study how to apply the discovered dynamical contact network to address the practical issues of epidemic disease control and prevention. The implementation of this project will deepen, promote and expand the studies and applications of related areas including data mining.
流行病主要通过人与人的接触传播。给定病理学参数后,流行病模型对传播趋势预测的准确程度将取决于人们对人口接触网络的构建精度,因此相关研究对流行病防控具有十分重要的意义。目前,如何准确构建大规模人口的接触网络仍是一个难题,主要因为:接触网络是隐含的,直接描述接触行为的数据很难获取;接触网络是空间异构的,不同场景的接触模式不尽相同;接触网络是动态变化的,现有方法无法刻画和发现其演化模式。针对以上问题,本项目拟从多源异构数据挖掘这一新的角度入手,研究解决大规模人口动态接触网络构建的关键问题:如何基于张量建模大规模复合群体接触网络的时空模式;如何从人口普查、交通、无线传感器等多源异构数据中挖掘出不同场景的复合群体接触模式,进而从多种流行病监控数据中挖掘出复合群体接触模式的动态演化过程。基于以上,进一步研究动态接触网络在流行病防控中的典型应用。本项目的实施将深化拓展数据挖掘等相关领域的研究及应用。

结项摘要

流行病主要通过人与人的接触传播。给定病理学参数后,流行病模型对传播趋势预测的准确程度将取决于人们对人口接触网络的构建精度,因此相关研究对流行病防控具有十分重要的意义。然而,如何准确构建大规模人口的接触网络仍是一个难题。接触网络是隐含的、空间异构的、动态变化的,因此刻画和发现其演化模式面临着重大的挑战。为此,本项目在计算流行病学和复杂网络领域开展了深入的理论和应用研究,本项目的主要创新点是:.1)提出了基于复合群体模型和张量模型的大规模动态接触网络建模方法。该方法能够表示具有空间异构性和多阶段演化特征的大规模复合群体接触结构的时空模式;.2)提出了动态接触网络的空间模式和时间模式的表示和发现方法。.3)面向流行病防控,提出了流行病早期预警、流行病控制策略评估、隐含/缺失流行病监控数据恢复等3种大规模人口动态接触网络的应用模式。.这些工作系统解决了计算流行病学的一些关键问题,深化、拓展了数据挖掘、复杂网络和计算流行病学等方面的理论研究,对流行病的预测与防控具有重要的意义。项目组在IEEE TPAMI、IEEE TKDE、AAAI等人工智能和数据挖掘领域著名期刊和会议上发表署名论文38篇。其中包括:SCI论文24篇,CCF A类论文5篇,CCF B类论文4篇,CCF C类论文10篇,中科院一区论文2篇、二区17篇,出版中文专著2部,译著1部,英文专著章节1章,获得国家专利2项。获得2017年吴文俊自然科学奖二等奖1项。这些工作引起了国内外同行的广泛关注,相关工作多次被国际著名学者,流行病学领域、人工智能领域、数据挖掘领域的顶级会议和期刊论文介绍、评价和对比。

项目成果

期刊论文数量(26)
专著数量(4)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(13)
专利数量(2)
Social Collaborative Filtering by Trust
通过信任进行社交协同过滤
  • DOI:
    10.1109/tpami.2016.2605085
  • 发表时间:
    2017-08-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON PATTERN ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE
  • 影响因子:
    23.6
  • 作者:
    Yang, Bo;Lei, Yu;Li, Wenjie
  • 通讯作者:
    Li, Wenjie
Stochastic variational inference-based parallel and online supervise topic model
基于随机变分推理的并行在线监督主题模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Computer Science and Technology
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    Yang Li;Wenzhuo Song;Bo Yang
  • 通讯作者:
    Bo Yang
Constrained Consistency Modeling for Attributed Network Embedding
属性网络嵌入的约束一致性建模
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2959816
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Xuan Zang;Bo Yang;Shuang Yang;Hechang Chen
  • 通讯作者:
    Hechang Chen
接触追踪:传染病防控的AI方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国人工智能学会通讯
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨博;陈贺昌
  • 通讯作者:
    陈贺昌
Community Detection in Signed Networks Based on the Signed Stochastic Block Model and Exact ICL
基于签名随机块模型和精确 ICL 的签名网络社区检测
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2891968
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Shuqiu Ping;Dayou Liu;Bo Yang;Yungang Zhu;Hechang Chen;Zheng Wang
  • 通讯作者:
    Zheng Wang

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其他文献

人诱导性多能干细胞建系及肝细胞定向分化的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨博;王兰;谭如梦;代辰;张波;王媒西;魏来;黄霞;陈知水
  • 通讯作者:
    陈知水
超短超强激光与固体靶相互作用所致X射线剂量实验研究
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邱睿;魏朔阳;杨博;于明海;矫金龙;路伟;马驰;闫永宏;吴玉迟;周维民;张辉;李君利
  • 通讯作者:
    李君利
面向异构IoT设备协作的DNN推断加速研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机研究与发展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙胜;李叙晶;刘敏;杨博;过晓冰
  • 通讯作者:
    过晓冰
基于QEMU的可重构专用处理器模拟器实现
  • DOI:
    10.16208/j.issn1000-7024.2016.05.042
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    计算机工程与设计
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李可生;杨博;徐天伟;李丽;何书专;潘红兵
  • 通讯作者:
    潘红兵
冲刷现象对海上风力机单桩基础水平承载性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    湖南工程学院学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨博;魏克湘;杨文献;宁立伟;周舟
  • 通讯作者:
    周舟

其他文献

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AI技术路线图

杨博的其他基金

领域驱动的新型属性图优化理论、方法及应用研究
  • 批准号:
    U22A2098
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    257.00 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
融合深度学习和贝叶斯优化的网络优化理论与方法
  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    60.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
融合深度学习和贝叶斯优化的网络优化理论与方法
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目
面向大规模网络分析的贝叶斯随机块模型与算法研究
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  • 批准年份:
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    面上项目
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高速汽车外流场表面压力谱解耦及气动噪声特性研究
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基于移动Agent的分布式优化问题求解
  • 批准号:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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相似海外基金

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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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