ネットワーク上のfad modelにおける相転移の数値解析

病気や情報の伝播を記述する数理モデルとして, Susceptible-Infected-Recovered (SIR) modelが 良く知られている. これは各ノードがS, I, Rの3状態のいずれかをとる確率過程 のモデルである. Iノード自身はある確率でRノードになり, また隣接するSノードをそのμ倍の確率 でIノードに変える.
一方で, 流行を表すモデルとして近年, このSIR modelを多状態に発展させたfad modelが提案され た. これはSとIの間に段階があると考え, 1つ状態を加えたものである. このモデルは平均場近似において解析が為されていて, SIR modelと全く異なる 相転移を示すこ とがわかっている. 終状態 (時刻t→∞)でのRノードの割合をオーダーパラメータ と見た場合, μ = μ_cで SIR : 連続転移, fad : 不連続転移を示す. だが, 現実の複雑ネットワーク上で どのような振る舞いを示すかは まだわかっていない.
本研究では解析が比較的容易なrandom regular networkを用いてモンテカルロシ ミュレーションを行ない, SIR modelとfad modelの相転移を数値解析する. random regular networkは次数 (ノードから出るリンクの数)一定で ランダムにノードを繋いで出来るネットワークである. このネットワークについ て母関数を用いた解析を行なった結果によると, 次数4以上でfad modelの不連続転移が起こる. よって, 次数3と次数6でモンテカルロシミュレーションを行ない, 結果を比較す ると, 次数6のrandom regular networkについて不連続転移が確認出来た. 本講演ではその詳細について述べる.

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