[发明专利]一种针对公交车辆内部的新型冠状病毒感染情况评估方法

说明书

本发明公开了一种针对公交车辆内部的新型冠状病毒感染情况评估方法，包括如下内容：一、获取基础数据，包括：交通工具尺寸参数、多智能体属性参数和控制措施参数；二、建立针对公交车辆内部的多智能体病毒传播模型；三、对病毒传播模型进行参数标定与模型验证；四、基于病毒传播模型对公交车辆疫情防控措施进行评估。与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明基于Wells‑Riley理论建立的多智能体模型，既能精细地描述公交车辆内不同位置的乘客感染情况，又能捕捉不同病毒防控措施下感染人数在时间上的变化规律，并提出具有针对性的防疫措施。

技术领域

本发明涉及一种针对公交车辆内部的新型冠状病毒感染情况评估方法。

背景技术

新型冠状病毒(COVID-19)出现以来，人类生命安全受到严重威胁，世界经济遭受沉重打击。研究表明现代化的交通工具是导致病毒快速扩散的主要原因，一个国家或地区的交通运输量越多，病毒感染者数量越多。通过研究病毒的传播特征及其影响因素，可以为突发性重大传染病疫情的控制提供科学、完善、精细化的防控策略。

许多学者希望通过研究病毒的传播特征及其影响因素来控制疫情的扩散。目前关于病毒传播模型的研究方法主要分为两类，一类以SIR(Susceptible-Infected-Recovery)模型为基础，它是一种简单而有效的数学模型，可以宏观地描述某一区域的感染情况；另一类以Wells-Riley方程为基础，它使用量子的概念来描述病毒传染性，被广泛用于研究传染性呼吸道疾病，可以描述微观场景的感染情况。

针对第一类方法，潘理虎等对SIR模型进行改进，基于多智能体模型仿真技术，描述个体健康、潜伏、隔离、发病、确诊、治愈和死亡等不同状态间的转换，模拟不同控制措施下的病毒扩散趋势。Fang和Marino等基于SEIR(Susceptible-Exposed-Infected-Recovery)模型模拟了COVID-19病毒的爆发，分析了不同控制措施对疫情控制效果的影响。Michael等通过无标度网络、随机网络和小世界网络描述个体间的接触关系，基于SEIR模型建立了能模拟新冠病毒大流行传播规律的多智能体模型。Gharakhanlou等基于SEIRD模型，建立了多智能体模型，研究关闭部分场所、控制社交距离等策略对疫情控制的影响。张宇等考虑了铁路列车内病毒密度、乘客接触等因素，改进了SEIR模型并用于研究COVID-19病毒沿高铁线路传播的情况。这种基于SIR的改进模型利用已有数据标定模型参数，能快速描述病毒感染情况，但是只适用于宏观场景的趋势描述。

第二种方法基于量子的概念，考虑了病原体的传染性、传染源强度和生物衰变等因素，可以在微观场景下描述病毒的交互作用。针对第二类方法，Yan等假设空气中的飞沫由乘客通过咳嗽释放，利用拉格朗日方法对其运输特性建模，结合Wells-Riley公式，基于波音737飞机座舱尺寸，建立仿真模型，估计乘客感染风险。Andrade等利用Wells-Riley公式在三间不同的健身房评估流感和肺结核的传播风险，Cheong等探讨了急诊室内建筑特征对病原体扩散的影响，二者都证明了提高通风率是防止病毒扩散的有效方法。Zemouri等通过修正Wells-Riley公式估计了季节性流感病毒、冠状病毒、麻疹病毒等空气传染疾病的传播概率，经过敏感性分析，室内空气质量对传播概率的影响较大，其次是患者传染性，医用口罩对呼吸道的防护作用最小。谢国等假设高速列车车厢内的病毒呈高斯分布，模拟了封闭车厢内的COVID-19病毒传播。Sun等修正了Wells-Riley公式中的距离公式，讨论了不同场景下社交距离和通风情况对COVID-19病毒传播的影响。