Modeling spreading processes in complex networks (2017)
- Authors:
- Autor USP: ARRUDA, GUILHERME FERRAZ DE - ICMC
- Unidade: ICMC
- Sigla do Departamento: SME
- Subjects: REDES COMPLEXAS; PROCESSOS ESTOCÁSTICOS; FÍSICA COMPUTACIONAL; SURTOS DE DOENÇAS; MODELOS EPIDEMIOLOGICOS
- Keywords: Complex networks; Computational physics; Epidemic spreading; Multilayer networks; Propagação de epidemias; Redes de múltiplas camadas; Stochastic processes
- Language: Inglês
- Abstract: A modelagem matemática dos processos de disseminação tem sido amplamente estudada na literatura, sendo que o seu estudo apresentou um boom nos últimos anos. Esta é uma tarefa fundamental na compreensão e previsão de epidemias reais e propagação de rumores numa população, ademais, estas estão sujeitas a muitas restrições estruturais e dinâmicas. Com o objetivo de entender melhor esses processos, nos concentramos em duas tarefas: a de modelagem e a de análise de aspectos dinâmicos e estruturais. No primeiro, propomos um modelo novo e geral que une a epidemia e propagação de rumores. Também, no que diz respeito à análise desses processos, estendemos o formalismo clássico às redes multicamadas, onde tal teoria era inexistente. Curiosamente, este estudo abriu novos desafios relacionados à compreensão de redes multicamadas, mais especificamente em relação às suas propriedades espectrais. Nessa tese, analisamos esses processos em redes de uma e múltiplas camadas. Ao longo de nossas análises seguimos três abordagens complementares: (i) análises analíticas, (ii) experimentos numéricos e (iii) simulações de Monte Carlo. Assim, nossos principais resultados são: (i) um novo modelo que unifica as dinâmicas de rumor e epidemias, nos permitindo modelar e entender tais processos em grandes sistemas, (ii) caracterização de novos fenômenos em redes multicamadas, como a localização em camadas e o efeito barreira e (iii) uma análise espectral de sistemas multicamadas, sugerindo um parâmetro deescala universal e propondo uma nova ferramenta analítica para sua análise. Nossas contribuições permitem que novas pesquisas sobre modelagem de processos de propagação, enfatizando também a importância de se considerar a estrutura multicamada. Dessa forma, as nossas contribuições podem ser diretamente aplicadas à predição e modelagem de processos reais. Além do interesse teórico e matemático, nosso trabalho também apresenta implicações sociais importantes.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2017
- Data da defesa: 19.12.2017
-
ABNT
ARRUDA, Guilherme Ferraz de. Modeling spreading processes in complex networks. 2017. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20072018-160836/. Acesso em: 04 jan. 2026. -
APA
Arruda, G. F. de. (2017). Modeling spreading processes in complex networks (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20072018-160836/ -
NLM
Arruda GF de. Modeling spreading processes in complex networks [Internet]. 2017 ;[citado 2026 jan. 04 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20072018-160836/ -
Vancouver
Arruda GF de. Modeling spreading processes in complex networks [Internet]. 2017 ;[citado 2026 jan. 04 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20072018-160836/
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