[发明专利]一种基于离散格网的传染病时空扩散演变和人为防控仿真方法

说明书

本发明涉及传染病防控技术领域，且公开了一种基于离散格网的传染病时空扩散演变和人为防控仿真方法，具体包括以下步骤：作出区域内的人口分布和人口划分、进行传染病时空扩散模型的构建和进行人为防控措施模型的构建。本发明提出了离散格网下的传染病疫情时空扩散和人为防控措施仿真方；针对现有人为防控措施仿真方法较少有时空信息的融入，模型参数缺时空演变的描述，将基于时序的传染病模型和地理学相结合，利用离散格网划分地理区域，并以患者与格网之间的相关性设计了传染病的时空扩散模型。同时将干预措施模型映射到相应的格网，进而在利用传染病模型进行量化分析的同时可以将仿真模型对应到实际地理空间。

技术领域

本发明涉及传染病防控技术领域，具体为一种基于离散格网的传染病时空扩散演变和人为防控仿真方法。

背景技术

伴随着科学技术的进步，城市的发展使得人类的居住环境也越来越集中，但这也给传染病的爆发带了巨大契机。频繁的活动交往不仅增加了传染病爆发的可能性，也会大大增加传染病的传播能力，因此传染病的传播和防控已成为政府和科学界关注的重点和难点，通过计算机仿真模拟不同科学防控决策对抑制疫情扩散的潜在效果是亟待解决的重点和难点问题，它可以为全球疫情的科学防控以及精准施策提供重要的辅助决策信息。

传染病在时空上的传播具有一定的规律，它不仅反应了感染到恢复或死亡的时间传播过程，又体现了人群在空间上的分布与交互活动的空间传播信息，因而传染病的防控需要掌握更多传染病的传播扩散规律，同时传染病防控措施研究的最终意义在于落实到具体应急政策的制定，可以为突发应急政策实施者提供切实准确的信息。然而，目前大部分的模型都是以房室模型为主体，缺乏空间信息的表达，从而使得模型承载的属性信息有限，较难得到传染病空间扩散方面的信息。除此之外，大多数的方法都是在构建预测分析模型的基础上调整模型参数来模拟不同措施状态下疫情的传播趋势，但对模型参数值与实际应用意义的映射却没有合理的解释，较难为不同地区的科学决策的制定提供较为直接的指导性信息。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于离散格网的传染病时空扩散演变和人为防控仿真方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于离散格网的传染病时空扩散演变和人为防控仿真方法，包括以下步骤：

步骤1：作出区域内的人口分布和人口划分，利用街道人口数据和街道级行政区划数据进行克里金空间插值获取研究区域的人口分布，然后根据传染病的动力学模型将整个疫区的人口分为易感染人群S(t)、潜伏人群E(t)、无症状感染人群A(t)、临床感染人群I(t)、被检测的感染人群C(t)和康复人群R(t)，N为整个研究区域的人口数量；

步骤2：进行传染病时空扩散模型的构建,具体包括以下步骤：

a.求取新增的感染区域：利用离散的网格划分疫情区域，根据传染病的传播总体上是从与传播途径空间邻近的地方出发，逐步向周围扩散的模式，以当前所有已经被感染的网格区域为中心，利用人们每天平均的生活半径r构建缓冲区，将缓冲区与整体的疫区格网区域进行叠加分析求取下一时刻新增的感染格网区域；

b.计算新增感染区域内的感染数量；

步骤3：进行人为防控措施模型的构建，其构建过程包括以下步骤：

a.隔离措施的建立；

b.医疗收治措施的模型建立；

c.自我防护措施的建立。

优选的，步骤1中易感染人群S(t)、潜伏人群E(t)、无症状感染人群A(t)、临床感染人群I(t)、被检测的感染人群C(t)和康复人群R(t)的变化利用以下微分方程进行量化体现，表示每天各人群的变化：