[发明专利]一种基于手机信令数据的呼吸道传染病传染树重构方法

说明书

本发明公开了一种基于手机信令数据的呼吸道传染病传染树重构方法，包括以下步骤：S1：病例间潜在传染关系判断；S2：病例间时空共现关系分析；S3：共现网络构建及社区划分；S4：社区内病例传染关系判断；S5：传染发生地确定及可视化。本发明能够在呼吸道传染病爆发期间实现病例传染关系的快速判断以及传染位置的确定和可视化，突破了传统流行病学调查耗时耗力且结果不够清晰直观的局限，可以快速重构出病例间的传染树、确定传染发生的空间位置、并以可视化的方式在地图上展示，有助于及时掌握疾病传播过程，提高病毒溯源以及阻断传播的效率。

技术领域

本发明涉及一种传染树重构方法，尤其涉及一种基于手机信令数据的呼吸道传染病传染树重构方法。

背景技术

呼吸道传染病作为一种最常见的流行病，很容易在人与人之间传播，形成大爆发。而了解呼吸道传染病在病例间的传染关系、确定传染发生的空间位置，对于掌握疫情发展、阻断病毒传播等具有重要意义。目前，对于病例传染关系及传染发生位置的确定主要依赖于流行病学调查，即通过对病例进行询问，了解其近期的活动轨迹及密切接触者，进而确定潜在传染者和被传染者。这种方式耗时耗力，且难以直观展示病例间传染关系及传染发生位置。同时由于被调查对象的描述可能存在主观判断和记忆遗漏，调查结果通常不够准确和全面。

实际上，基于病例随身携带的手机所产生的信令数据，就可以完整的获取其历史移动轨迹信息。基于此，现有专利文献CN105740615B提出根据单个感染者的移动轨迹，结合所经过地区的环境状况，推断其感染时间和地点，然后通过分析不同感染者的轨迹相似点，追踪传染源；专利文献CN109360660A提出将感染者移动轨迹和疫情风险图进行对比，得出传染高概率发生点，并通过对不同感染者轨迹进行关联规则或字符串模式挖掘，分析可能的传播趋势。这些方法虽然将手机信令轨迹应用到了传染病防控，但是在对病例轨迹进行分析时，一方面只考虑了环境因素可能引发的人群感染，忽略了疾病在人与人之间的传播，不能反映疾病在病例之间的传染过程；另一方面，对传染源、传染高概率发生点的追踪只基于感染者轨迹的相似点，没有考虑流行病传染机制，结果可能存在偏差。

针对以上问题，亟需提出一种基于手机信令数据的呼吸道传染病传染树重构方法，能够解决传统流行病学调查耗时耗力、结果不够清晰直观等问题。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种基于手机信令数据的呼吸道传染病传染树重构方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于手机信令数据的呼吸道传染病传染树重构方法，包括以下步骤：

S1：病例间潜在传染关系判断；

S2：病例间时空共现关系分析；

S3：共现网络构建及社区划分；

S4：社区内病例传染关系判断；

S5：传染发生地确定及可视化。

进一步地，S1中病例间潜在传染关系判断的具体方法为：根据发病时间、确诊时间、潜伏期，计算每个病例的被传染期(可能被其他病例传染的时间段)和传染期(具有传染性的时间段)，然后判断病例之间的传染期和被传染期是否有重叠，若有重叠，则两病例间可能存在传染关系，若没有重叠，则不存在传染关系。

进一步地，S2中病例间时空共现关系分析的具体方法为：

对于可能存在传染关系的病例对，分别提取其对应传染期和被传染期内的手机信令数据，形成移动轨迹，并用时空立方体模型进行表达；然后结合流行病传染机制，以轨迹时空立方体的拓扑求交计算为核心，分析病例之间的共现关系，具体包括时空共现(相同时间在相同地点出现，可能发生直接接触传染)和空间共现(一定时间间隔内在相同地点出现，可能发生间接接触传染)；若存在共现关系，进一步计算两者轨迹时空立方体交集的体积作为共现强度。