基于SEIAQR动力学模型预测湖北省武汉市新型冠状病毒肺炎疫情趋势
发布时间：2021-07-19 15:24
目的基于新型冠状病毒传播特点,使用实际数据拟合并预测武汉市疫情发展趋势。方法考虑新型冠状病毒肺炎传播规律及采取的隔离措施,构建SEIAQR动力学模型;研究使用2020年1月10日至1月31日武汉市累积发病人数及死亡人数数据对模型进行拟合,并使用2月1日至2月10日的实时数据对模型结果进行验证;最后,研究通过模型拟合结果评价现有抗疫防控措施的效果。结果武汉市发病人数在2月4日左右达到峰值,随后持续下降,2月14日至2月16日出现一个短暂的反弹期,直至5月疫情将基本结束流行。防控措施不变的情况下,疫情结束时预计50780人感染,2449人死亡,粗死亡率约为4.82%;及时有效的防控措施降低了75.08%的感染率和72.40%的因病死亡率;模型拟合偏差约为4.08%。结论 SEIAQR模型拟合效果良好,可以较为准确地预测疾病流行趋势。
【文章来源】：中国卫生统计. 2020,37(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
口罩使用率变化趋势图
图3下行两图显示,模型预测武汉市发病人数在2月4日(第24天)左右达到峰值,预计当天确诊1512人,随后出现一个短暂下降趋势,这个过程持续6～7天。2月14日-2月16日(第34天～37天)疫情可能出现一个反弹期,2月16日(第37天)后持续下降,直至今年5月(第120天)将基本得到控制。随着时间推移,人群防控意识日益淡薄,疫情持续减弱过程中可能出现小幅度回升,但衰减趋势保持不变。实际数据显示,2月4日附近出现峰值,当天共有1967人次确诊,随后出现快速下降,与模型预测结果相吻合。2月12日,由于诊断方式的改变,临床诊断的患者数量增加到新增病例的数量中,日确诊人数激增1万多人,图3中出现一个极端的离群值。2月14日至2月16日,疫情出现小幅度反弹(新增病例分别为1001例,1405例,1548例),与模型预测结果相一致(预测新增病例分别为1334例,1368例,1391例)。疫情发生后,武汉市1月23日暂时关闭全市公交、地铁、机场和火车站等交通方式,进入全面封禁状态。本研究比较防控与未防控不同条件下疫情的蔓延趋势,结果见图4。截至疫情流行结束,不采取或未及时采取预防手段时,武汉市将有20.38万人感染,8874人死亡,及时采取防控至少避免15.30万人感染和6425人死亡,有效降低75.08%感染率和72.40%因病死亡率。
表1 2020年1月10日至1月31日武汉市新型冠状病毒感染肺炎病例 时间 1/10 1/11 1/12 1/13 1/14 1/15 1/16 1/17 1/18 1/19 1/20 1/21 1/22 1/23 1/24 1/25 累积确诊人数 41 41 41 41 41 41 45 62 121 198 258 363 425 495 572 618 累积治愈人数 2 6 7 7 7 12 15 19 24 25 0 28 0 31 32 40 累积死亡人数 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3 5 8 16 23 38 45 时间 1/26 1/27 1/28 1/29 1/30 1/31 2/1 2/2 2/3 2/4 2/5 2/6 2/7 2/8 2/9 2/10 累积确诊人数 698 1590 1905 2261 2639 3215 4109 5142 6384 8351 10117 11618 13603 14982 16902 18454 累积治愈人数 42 47 80 87 108 144 176 229 308 373 436 539 703 882 1049 1211 累积死亡人数 63 85 104 129 159 192 224 265 313 362 414 478 545 608 681 748{ dS dt =-β (t) SΙ Ν -β (t) SA Ν -β E(t) SE Ν dE dt =β (t) SΙ Ν +β E(t) SE Ν -pkE-(1-p)kE dΙ dt =pkE-α 1 Ι-α 2 Ι-μΙ dA dt =(1-p)kE-α 1 A dQ dt =α 2 Ι-γQ dR dt =γQ+α 1 Ι+α 2 Ι
本文编号：3290939
【文章来源】：中国卫生统计. 2020,37(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
口罩使用率变化趋势图
图3下行两图显示,模型预测武汉市发病人数在2月4日(第24天)左右达到峰值,预计当天确诊1512人,随后出现一个短暂下降趋势,这个过程持续6～7天。2月14日-2月16日(第34天～37天)疫情可能出现一个反弹期,2月16日(第37天)后持续下降,直至今年5月(第120天)将基本得到控制。随着时间推移,人群防控意识日益淡薄,疫情持续减弱过程中可能出现小幅度回升,但衰减趋势保持不变。实际数据显示,2月4日附近出现峰值,当天共有1967人次确诊,随后出现快速下降,与模型预测结果相吻合。2月12日,由于诊断方式的改变,临床诊断的患者数量增加到新增病例的数量中,日确诊人数激增1万多人,图3中出现一个极端的离群值。2月14日至2月16日,疫情出现小幅度反弹(新增病例分别为1001例,1405例,1548例),与模型预测结果相一致(预测新增病例分别为1334例,1368例,1391例)。疫情发生后,武汉市1月23日暂时关闭全市公交、地铁、机场和火车站等交通方式,进入全面封禁状态。本研究比较防控与未防控不同条件下疫情的蔓延趋势,结果见图4。截至疫情流行结束,不采取或未及时采取预防手段时,武汉市将有20.38万人感染,8874人死亡,及时采取防控至少避免15.30万人感染和6425人死亡,有效降低75.08%感染率和72.40%因病死亡率。
表1 2020年1月10日至1月31日武汉市新型冠状病毒感染肺炎病例 时间 1/10 1/11 1/12 1/13 1/14 1/15 1/16 1/17 1/18 1/19 1/20 1/21 1/22 1/23 1/24 1/25 累积确诊人数 41 41 41 41 41 41 45 62 121 198 258 363 425 495 572 618 累积治愈人数 2 6 7 7 7 12 15 19 24 25 0 28 0 31 32 40 累积死亡人数 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3 5 8 16 23 38 45 时间 1/26 1/27 1/28 1/29 1/30 1/31 2/1 2/2 2/3 2/4 2/5 2/6 2/7 2/8 2/9 2/10 累积确诊人数 698 1590 1905 2261 2639 3215 4109 5142 6384 8351 10117 11618 13603 14982 16902 18454 累积治愈人数 42 47 80 87 108 144 176 229 308 373 436 539 703 882 1049 1211 累积死亡人数 63 85 104 129 159 192 224 265 313 362 414 478 545 608 681 748{ dS dt =-β (t) SΙ Ν -β (t) SA Ν -β E(t) SE Ν dE dt =β (t) SΙ Ν +β E(t) SE Ν -pkE-(1-p)kE dΙ dt =pkE-α 1 Ι-α 2 Ι-μΙ dA dt =(1-p)kE-α 1 A dQ dt =α 2 Ι-γQ dR dt =γQ+α 1 Ι+α 2 Ι
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