资源约束下基于改进传统SEIR模型的传染病传播网络建模研究

• 全文链接
• 请求原文

作   者：

徐梦婷;  刘勤明;  何基伟; 

作者机构：

上海理工大学管理学院; 

关键词：

元胞自动机;  传播网络;  应急物资;  计算机模拟;  传播动力学; 

期刊名称：

上海理工大学学报

i s s n：

1007-6735

年卷期：

2024 年 46 卷 006 期

页   码：

708-718

摘   要：

为了进一步厘清传染性疾病的传播脉络，针对传染病突发性、意外性、群体性等特征，提出了一种基于元胞自动机，考虑人口数量变动且应急救援物资数量影响动态接触率的SEIRD疫情传播网络模型，以克服传统动力学传播模型SIR和SEIR的不足。首先，通过数据分析，构建应急物资数量及人口密度相关的接触率函数，建立动态SEIRD传染病传播模型。其次，基于最小二乘估计最优化算法及迭代的四阶龙格–库塔法对模型中的未知参数进行估计。再次，利用LSODA算法进行隐式数值积分运算来求解常微分方程组的数值解，通过求解出的参数值建立元胞演化规则并将传染病的传播趋势以基于元胞自动机的方式进行展示。最后，采用2020年2月1日—4月1日中国湖北省新型冠状病毒肺炎感染数据，对传染性疾病传播网络进行数据预测及模型验证。通过设置模型相关参数，展示传染病传播过程并将其传播趋势可视化，并对模型参数进行灵敏度分析。预测结果显示，动态SEIRD模型预测结果有效。