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複雑ネットワーク理論による感染症拡大解析と対策最適化

研究課題

研究課題/領域番号 15K16061
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関東北大学 (2018)
東京大学 (2015-2017)

研究代表者

藤原 直哉  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (00637449)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード複雑ネットワーク / 感染症 / 数理モデル / 人流データ
研究成果の概要

本研究では、都市圏における人々の流動データ(人流データ)を用いて、接触ネットワークを構成し、そのネットワーク上で感染症シミュレーションを行うとともに、ネットワーク構造から感染最終規模を見積もる近似式を導出した。接触ネットワークを構成するさいにパラーメーターを変化させたところ、最大連結成分がパーコレーション転移およびスケーリングを示すことを示した。近似式では、少数個の接触ネットワークの固有値および固有ベクトルを用いてシミュレーション結果の本質を説明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

実データ解析によってネットワークを構成するとともに、大規模な感染シミュレーション、そして理論を用いて感染拡大を見積もるとともに感染症対策への提言も視野に入れている点が本研究の大きな特徴である。現実のネットワークにおける知見を得ることが困難であった従来の近似手法を改善して、実データ解析にも耐えうる解析手法を整備、提供することができた。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Harvard University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Harvard Medical School(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ポツダム気候影響研究所/ボン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] バルセロナ大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A perturbation-theoretic approach to Lagrangian flow networks2017

    • 著者名/発表者名
      Naoya Fujiwara, Kathrin Kirchen, Jonathan F. Donges, and Reik V. Donner
    • 雑誌名

      Chaos

      巻: 27 号: 3 ページ: 035813-035813

    • DOI

      10.1063/1.4978549

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synchronization of mobile chaotic oscillator networks2016

    • 著者名/発表者名
      Naoya Fujiwara, Juergen Kurths, and Albert Diaz-Guilera
    • 雑誌名

      Chaos

      巻: 26 号: 9 ページ: 094824-094824

    • DOI

      10.1063/1.4962129

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Perturbation theory for unstable periodic orbits in chaotic dynamical systems2015

    • 著者名/発表者名
      Naoya Fujiwara, Miki U. Kobayashi, and Kazuyuki Aihara
    • 雑誌名

      Proceedings of 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      巻: 1 ページ: 229-232

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Dynamical processes on periodic temporal networks and their applications2018

    • 著者名/発表者名
      Naoya Fujiwara, Abhijeet R. Sonawane
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTAS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Prediction of Complex Geospatial Phenomena2018

    • 著者名/発表者名
      Naoya Fujiwara
    • 学会等名
      ACM SIGSPATIAL 2018 Workshop on Prediction of Human Mobility (PredictGIS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 地理空間データを用いた 社会経済現象解析2018

    • 著者名/発表者名
      藤原直哉
    • 学会等名
      経済・社会への分野横断的研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Contribution of hidden modes to nonlinear epidemic dynamics in urban human proximity networks2017

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet R. Sonawane, Naoya Fujiwara, Koji Iwayama, Kazuyuki Aihara
    • 学会等名
      Urban Systems and Network Science, NetSci2017 Satellite
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人の流れネットワークにおけるパーコレーション的転移2016

    • 著者名/発表者名
      藤原 直哉、Abhijeet R. Sonawane、岩山幸治、合原一幸
    • 学会等名
      日本物理学会2016年年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 人の移動データを用い た社会現象ダイナミクス解析2016

    • 著者名/発表者名
      藤原 直哉、Abhijeet R. Sonawane、岩山幸治、合原一幸
    • 学会等名
      社会物理学の現代的課題
    • 発表場所
      統計数理研究所(東京都立川市)
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 人流ネットワー クのクラスタリングによる圏域検出と感染症拡大モデル2016

    • 著者名/発表者名
      藤原直哉,桜町律,秋山祐樹,藤嶋翔太,金田穂高,柴崎亮介
    • 学会等名
      CCS/NetSci 合同ワークショップ
    • 発表場所
      余市町中央公民館(北海道余市町)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 人流データのクラスタリング手法に対する一考察2016

    • 著者名/発表者名
      藤原直哉
    • 学会等名
      第25回地理情報システム学会会研究発表大会
    • 発表場所
      立正大学(東京都品川区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 人の流動ネットワークのクラスタリングの属性に対する依存性2016

    • 著者名/発表者名
      藤原直哉
    • 学会等名
      複雑コミュニケーションサイエンス研究会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ネットワーククラスタリングとしての都市圏域構造2016

    • 著者名/発表者名
      藤原直哉
    • 学会等名
      CSIS DAYS 2016
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 人の移動データを用い た感染症拡大可能性の解析 II2015

    • 著者名/発表者名
      藤原 直哉、Abhijeet R. Sonawane、岩山幸治、合原一幸
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-02-21  

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