python和netlogo软件模拟病毒传播仿真模型(一)

news2024/11/14 14:33:41

目前国内在网络舆情仿真建模中所使用的仿真平台主要有 Netlogo、Anylogic、Matlab、Vensim 等,netlogo软件是一款比较通用的。
但是他是由logo语言构成,语言逻辑很让人抓马。
这里python 中的mesa可以实现其中一部分,这里看一下病毒传播仿真模型。

NetLogo如何入门?有哪些学习交流渠道?
论文:国内网络舆情建模与仿真研究综述

1 netlogo:virus on a network 计算机病毒感染与传播

netlogo的网页版可以实现一些功能,还有页面介绍:

在这里插入图片描述
谷歌翻译一下大概的教程内容:

1.1 它是什么?

该模型演示了病毒通过网络传播。 虽然这个模型有些抽象,但一种解释是每个节点代表一台计算机,我们正在模拟计算机病毒(或蠕虫)通过这个网络的进程。 每个节点可能处于三种状态之一:易感、感染或抗性。 在学术文献中,这种模型有时被称为流行病的 SIR 模型。

1.2 怎么运行的

每个时间步(滴答),每个受感染的节点(红色)都会尝试感染其所有邻居。 易受感染的邻居(蓝色)将以病毒传播机会滑块给出的概率被感染。 这可能对应于易受感染系统上的某人实际执行受感染电子邮件附件的概率。 抗性节点(灰色)不能被感染。 这可能对应于最新的防病毒软件和安全补丁,使计算机免受这种特定病毒的侵害。
受感染的节点不会立即意识到它们已被感染。 节点只会每隔一段时间(由 VIRUS-CHECK-FREQUENCY 滑块确定)检查它们是否感染了病毒。 这可能对应于定期安排的病毒扫描程序,或者只是一个人注意到计算机的行为有问题。 检测到病毒时,有可能删除病毒(由 RECOVERY-CHANCE 滑块确定)。
如果一个节点确实恢复了,它有可能在未来对这种病毒产生抵抗力(由 GAIN-RESISTANCE-CHANCE 滑块给出)。
当一个节点变得有抵抗力时,它和它的邻居之间的联系就会变暗,因为它们不再是传播病毒的可能载体。

1.3 如何使用它

使用滑块,选择 NUMBER-OF-NODES 和 AVERAGE-NODE-DEGREE(每个节点的平均链接数)。
创建的网络基于节点之间的接近度(欧氏距离)。 一个节点被随机选择并连接到它尚未连接的最近节点。 重复此过程,直到网络具有正确数量的链接以提供指定的平均节点度。
INITIAL-OUTBREAK-SIZE 滑块确定有多少节点将开始模拟感染病毒。
然后按 SETUP 创建网络。 按 GO 运行模型。 一旦病毒完全消失,该模型将停止运行。
VIRUS-SPREAD-CHANCE、VIRUS-CHECK-FREQUENCY、RECOVERY-CHANCE 和 GAIN-RESISTANCE-CHANCE 滑块(在上面的“工作原理”中讨论)可以在按下 GO 之前或在模型运行时进行调整。
NETWORK STATUS 图显示每个状态(S、I、R)随时间变化的节点数。

1.4 注意事项

在运行结束时,在病毒消失后,一些节点仍然易感,而另一些节点则变得免疫。 免疫节点数与易感节点数的比值是多少? 改变网络的 AVERAGE-NODE-DEGREE 对这有何影响?

1.5 尝试的事情

将 GAIN-RESISTANCE-CHANCE 设置为 0%。 在什么情况下病毒仍会灭绝? 多久时间? 病毒存活需要什么条件? 如果 RECOVERY-CHANCE 大于 0,即使 VIRUS-SPREAD-CHANCE 很高,您认为如果可以永远运行模型,病毒是否可以存活?

1.6 扩展模型

病毒传播的真实计算机网络通常不是基于空间邻近性,就像在这个模型中发现的网络一样。 真实的计算机网络更经常被发现表现出“无标度”链接度分布,有点类似于使用优先依恋模型创建的网络。 尝试使用各种替代网络结构进行试验,看看病毒的行为有何不同。
假设病毒通过向计算机地址簿中的每个人发送电子邮件来传播。 由于在某人的地址簿中不是对称关系,因此将此模型更改为使用定向链接而不是无向链接。
你能同时模拟多种病毒吗? 他们将如何互动? 有时,如果计算机安装了恶意软件,它就更容易被更多恶意软件感染。
尝试制作一个与此类似的模型,但病毒具有自我变异的能力。 这种自我修改的病毒对计算机安全是一个相当大的威胁,因为传统的病毒签名识别方法可能无法对付它们。 在您的模型中,如果病毒已变异为与最初感染节点的变体明显不同,则变得免疫的节点可能会被重新感染。

1.7 参数介绍

必要滑块的含义:
● NUMBER-OF-NODES:节点数量
● AVERAGE-NODE-DEGREE:每个节点的平均链接数
● INITIAL-OUTBREAK-SIZE:初始化状态,染病的人数

其他参数项的含义:
● VIRUS-SPREAD-CHANCE:感染概率,a -> b 的感染概率
● VIRUS-CHECK-FREQUENCY:可能不会立即意识到感染,这个滑块是间隔多久做“病毒检测”来进行确诊,只有检测了才能确诊
● RECOVERY-CHANCE:感染之后的恢复几率
● GAIN-RESISTANCE-CHANCE :二次感染的几率

输出结果:
● susceptible:易受影响的
● infected:感染的
● resistant:康复的


2 python mesa

Mesa is an Apache2 licensed agent-based modeling (or ABM) framework in Python.
Mesa allows users to quickly create agent-based models using built-in core components (such as spatial grids and agent schedulers) or customized implementations; visualize them using a browser-based interface; and analyze their results using Python’s data analysis tools. Its goal is to be the Python 3-based counterpart to NetLogo, Repast, or MASON.

mesa的readdocs

在这里插入图片描述
virus_on_network的案例代码见github

需要安装:

pip install mesa
pip install -r requirements.txt

需要git clone代码,然后

mesa runserver

会额外生成一个网页:http://127.0.0.1:8521/

页面结构如下:
在这里插入图片描述
相对来说比较毛坯。。

不过其中遇到一个问题:

AttributeError: module 'numpy.typing' has no attribute 'NDArray'

numpy 需要升级到1.21以上才行

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/172060.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

WPF 笔记3——在XAML中给对象属性赋值

看B站刘铁猛老师视频学习WPF XAML语言是从xml文件派生而来,是声明式语言,一个标签就表示声明了一个对象。 对象的值可以存储在对象的字段中,也可存储在对象的属性中; 通过给对象的属性赋值,可以在赋值时检查值的合法…

Redis6学习笔记【part2】基本数据类型与常用命令

一.单线程多路IO复用技术 Redis是单线程多路IO复用技术。多路复用是指使用一个线程来检查多个文件描述符(Socket)的就绪状态,比如调用 select 和 poll 函数,传入多个文件描述符,如果有一个文件描述符就绪,则…

【make、makefile】

前言 打怪升级第:26天 | make、Makefile make是一条命令,Makefile是一个文件, make是一个命令工具,是一个解释Makefile文件中指令的命令工具。 makefile是一个围绕依赖关系和依赖方法构造的一个自动化编程工具, 一个…

博客部署教程

1:安装Docker yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 //安装必要工具yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo //设置yum源yum install -y docker-ce //下载dockersystemctl start docker //启…

excel函数技巧:两个查询函数的用法比较 下篇

VLOOKUP和LOOKUP这对高频函数的较量注定是场持久战。在前两个回合的较量中,VLOOKUP占据上风,此番更要乘胜追击。新一轮较量,即刻开战!***ROUND 03 交叉查询什么是交叉查询?我们可以通过一个查找值查找多个字段。如果被…

Android 深入系统完全讲解(26)

AudioTrack 构造过程 每一个音频流对应着一个 AudioTrack 类的一个实例,每个 AudioTrack 会在创建时注册到 AudioFlinger 中,由 AudioFlinger 把所有的 AudioTrack 进行混合(Mixer),然后输送到 AudioHardware 中进行播…

spice auth过程分析

1、客户端选择认证方法 Client authentication method selection抓包分析{Authentication selected by client: Spice (1)}代码分析spice_channel_send_link(channel);if (!spice_channel_recv_link_hdr(channel) ||!spice_channel_recv_link_msg(channel) ||!spice_channel_re…

Allegro如何设计线圈操作指导

Allegro如何设计线圈操作指导 在做PCB设计的时候,在特殊场合时候需要设计线圈,Allegro支持快速设计出线圈,如下图 具体操作如下 选择File选择Change Editor

实现树莓派homeassistant OS远程控制内网穿透--ddnsto教程

一、两种穿透服务 1、molohub 一种是论坛提供的molohub,但是可能因为自己这边的网络原因在配置过程中一直无法连接到服务器,无法绑定github,因此放弃molohub的方法。如下图所示。molohub教程如下,不再赘述。 molohub的Github教程…

ejson4cpp——一个使用极致简单且性能可比rapidjson的C++json解析库

文章目录ejson4cpp快速开始要求安装与引入开始使用常见用法API介绍通过命名风格识别API宏定义FROM_JSON_FUNC&FROM_JSON_FRIEND_FUNCTO_JSON_FUNC&TO_JSON_FRIEND_FUNCAUTO_GEN_NON_INTRUSIVE&AUTO_GEN_INTRUSIVEENABLE_JSON_COUTFromJSON系列函数参数说明使用示例…

WireShark从入门到精通

一、什么是WireShark?Wireshark 是一个开源抓包工具或者叫网络嗅探器,用于分析网络流量和分析数据包。其实WireShark以前的名字不叫WireShark,以前都叫做Ethereal,于1998 年首次开发,直到 2006 年才改为 Wireshark。Wi…

powerdns 系列之二 PowerDNS Authoritative Server

PowerDNS Authoritative Server 权威服务器,直接查询数据库去尝试解析,数据库中若不存在此记录,则直接返回空结果。 os: centos 7.8.2003 pnds: 4.7.3 安装 pdns 安装 pdns auth yum install epel-release yum-plugin-priorities curl -o…

Alibaba微服务组件Nacos注册中心学习笔记

1. 什么是 Nacos 什么是 Nacos官方网站:什么是 Nacos 官方:一个更易于构建云原生应用的动态服务发现(Nacos Discovery )、服务配置(Nacos Config)和服务管理平台。 集 注册中心配置中心服务管理 平台 Nacos 的关键特性包括: 服务发现和服务健康监测 动态配置服…

Vue前端项目【尚品汇】

Vue前端项目【尚品汇】1. 说明2. 对项目创建3.结构4. 项目运行起来时,浏览器自动打开5.关闭ESLint校验功能1. 说明 学习完了Vue后并没有一个整体的项目,让我明白前端的工程化开发。因此在B站找了一个开源的项目进行练手,并在这里进行记录。 …

深度学习理论介绍

在机器学习理论介绍中说过,深度学习是机器学习的一种技术,下面我们具体来看下。 1、 定义 深度学习首先是一种机器学习。深度学习的基础,叫做神经网络,这本身就是一种机器学习算法。 深度神经网络(Deep Neural Netwo…

产品小白如何从模仿开始学习Axure

​有一些小伙伴有这样的疑问,如果想学习产品经理的知识,但是从来对产品经理完全没有认识,该怎样去开始学习呢? 对于这种情况的小伙伴,有个建议是可以先从axure的学习入手。 那么问题又来了,应该如何开始axu…

只靠石墨烯电池,撑不起两轮电动车的“高端梦”

文|智能相对论作者|陈明涛在两轮电动车上,“石墨烯”电池已经成为品牌标配。雅迪、爱玛、台铃等都有搭载石墨烯电池的车型,雅迪的TTFAR石墨烯电池已经迭代到第4代,而第3代Plus电池搭载在冠能3 E9 PRO上完成量产上市;爱玛、台铃都和…

(侯捷C++)1.1面向对象高级编程(上)

一.C编程简介 1.C历史 B语言 → C语言 → C语言(new C → C with Class → C) 面向对象的语言:C、Java、C# 2.C演化 C 98(1.0) → C 03 → C 11(2.0) → C 14 Class两个经典分类:有指针(Complex类为例&#xff0…

python经典例题

目录标题1,计算数字的阶乘2,区间内的所有素数3,求前n个数字的平方和4,移除列表中的多个元素5,列表去重6,对简单列表元素排序7,对复杂列表元素排序8,读取成绩问卷并排序-读取文件&…

在MySQL5基础上安装MySQL8解压版安装服务指向MySQL5的问题

Windows10在MySQL5解压版基础上安装MySQL8解压版后服务启动失败 1. 遇到的问题: MySQL8目录下没有生成data文件夹启动服务失败,右键服务属性,可执行文件的路径竟然是MySQL目录下的日志文件在MySQL5目录下,日志内容会提示读取了M…