传染病模型的元胞自动机实现（附程序）Word格式文档下载.docx
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T1=1.4;
%1-3潜伏者-隔离者时间步
长?
T2=2;
%2-3（染病着-隔离者时间步
长）?
T3=3;
%隔离时间步长
T4=73;
%免疫时间步长
T5=15;
%接种疫苗时间步长（10-14
天表现出症状）?
q1=0.3;
%潜伏者强制隔离阀值?
q2=0.5;
%染病着强制隔离阀值?
q3=0.6;
%隔离者强制治愈阀值
q4=0.9;
%接种疫苗力度?
q5=0.9;
%6-5接疫苗者-治愈者
q6=0.5;
%1-2
q7=0.8;
%5-0
lambda1=0.01075;
%患者的死亡概率
lambda2=0.00525;
%隔离者的死亡概率
%%初始化元胞
people=zeros（n）;
%初始化人群
people（rand（n）<
p1）=1;
%初始化人群rand（n）生成一
个n*n阶随机矩阵,元素均匀分布在区间0,1上
tt0=[];
tt1=[];
tt2=[];
tt3=[];
tt4=[];
tt5=[];
tt6=[];
step1=zeros（n）;
%状态变化后时间清0
step2=zeros（n）;
step3=zeros（n）;
step4=zeros（n）;
step5=zeros（n）;
fork=1:
1
S=people;
%记录当前人群状态S易
感者fi=rand（n）;
%患者的感染力
Ri=randn（n）;
%易感者抵抗力randn（n）生
成n阶随机矩阵元素服从均值为0方差为1的标准正态
分布
Ri（S~=0）=0;
%仅易感者有抵抗力
fi（S~=1）=0;
%仅患者有传染力
%===各步长记录===
step1（S==1）=step1（S==1）+1;
%1表示刷新一次
step2（S==2）=step2（S==2）+1;
step3（S==3）=step3（S==3）+1;
step4（S==5）=step4（S==5）+1;
step5（S==0）=step5（S==0）+1;
%===各步长清零===
step1（S~=1）=0;
step2（S~=2）=0;
step3（S~=3）=0;
step4（S~=5）=0;
step5（S~=0）=0;
%===各传染概率===
%每个元胞共有8种上下左右东南、西南、东北、
西北邻居每种邻居构成一个矩阵
ne1=sqrt（1.*fi（[n1:
n-1],1:
n）.*（1-Ri））;
ne2=sqrt（1.*fi（[2:
n1],1:
ne3=sqrt（1.*fi（1:
n,[n
1:
n-1]）.*（1-Ri））;
ne4=sqrt（1.*fi（1:
n,[2:
n1]）.*（1-Ri））;
ne5=sqrt（0.7.*fi（[n1:
n-1],[2:
n
1]）.*（1-Ri））;
ne6=sqrt（0.7.*fi（[2:
n1],[2:
ne7=sqrt（0.7.*fi（[2:
n1],[n
ne8=sqrt（0.7.*fi（[n1:
n-1],[n1:
%===选出上述矩阵中各个位置的最大值===
fori=1:
forj=1:
%
Pij（i,j）=ne1（i,j）+ne2（i,j）+ne3（i,j）+ne4（i,j）+...
%ne5（i,j）+ne6（i,j）+ne7（i,j）+ne8（i,j）;
Pij（i,j）=max（[ne1（i,j）,ne2（i,j）,ne3（i,j）,ne4（i,j）,...
ne5（i,j）,ne6（i,j）,ne7（i,j）,ne8（i,j）]）;
end
%===演化过程===
people（S==0&
rand（n）<
Pij）=1;
%%0-1
step5>
=T5&
q4）=6;
%%0-6
ifS==6&
q5
people（S==6&
q5）=5;
%%6-5else
people（S==6）=0;
people（S==1&
q6）=2;
%%1-2
people（（S==1&
step1>
=T1）|（S==1&
step1<
=T1&
q1））=3;
%1-3潜伏者变成隔离者
people（（S==2&
step2>
=T2）|（S==2&
step2<
=T2&
rand（n）
<
q2））=3;
%%2-3
people（S==2&
lambda1）=4;
%2-4患者变成死亡者
people（S==3&
step3>
=T3|（S==3&
step3<
=T3&
q3））=5;
%3-5
lambda2）=4;
%3-4
people（S==5&
step4>
=T4&
q7）=0;
%5-0
%部分治愈者变成易感者
%people（S==6&
rand（n）>
=q5）=0;
%%6-0
%==%=迁移===
mo1=randperm（n）;
%
随机顺序randperm（n）返回一个随机排列的整数1:
mo2=randperm（n）;
move1=[mo1（1:
popu）;
mo2（1:
popu）];
%
每次移动元胞的位置i,j
move2=ceil（（rand（2,popu）-0.5）*Step）;
%迁移
长度%2个随机数移动用的ceil朝正无穷大方向取整
rand（n,m）生成一个n*m阶随机矩阵
move2=move1+move2;
move2（move2>
n）=move2（move2>
n）-n;
%
减去
move2（move2<
1）=move2（move2<
1）+n;
%
popu
ifpeople（move1（1,i）,move1（2,i））~=4&
&
people（move2（1,i）,move2（2,i））~=4
pc=people（move1（1,i）,move1（2,i））;
people（move1（1,i）,move1（2,i））=people（move2（1,i）,move2（
2,i））;
people（move2（1,i）,move2（2,i））=pc;
%变的
是状态位置不变
%===求各类人数和===
t0=length（find（people==0））;
%length（X）计算
向量或矩阵的长度,参量X是向量直接返回其长度X为非
空矩阵返回矩阵X的行数和列数值中的较大值
t1=length（find（people==1））;
%find（k）返回按行
检索稀疏矩阵X中非零元素的"
位置索引"
向量k146页
t2=length（find（people==2））;
t3=length（find（people==3））;
t4=length（find（people==4））;
t5=length（find（people==5））;
t6=length（find（people==6））;
tt0=[tt0t0];
tt1=[tt1t1];
tt2=[tt2t2];
tt3=[tt3t3];
tt4=[tt4t4];
tt5=[tt5t5];
tt6=[tt6t6];
%%==================画图过程
================
image（people*20）;
title（sprintf（'
Recovered=%.0f,Death
=%.0f'
t5,t4）,'
fontsize'
15）;
xlabel（sprintf（'
tin%.0fday'
k）,'
13）;
drawnow
fork=2:
L
感者
fi=rand（n）;
step4（S==5）=step4（S==5）+1;
1],1:
n%
people（S==5&
mo1=randperm（n）;
people（move2（1,i）,move2（2,i））~=4
tt1=[tt1t1];
tt6=[tt6t6];
x=1:
L;
plot（x,tt1,x,tt2,x,tt3,x,tt4）
legend（'
潜伏者'
'
染病者'
隔离者'
死亡者'
）
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