新冠病毒爆发如何预防用Python模拟病

有人去过北京中科医院 https://baike.baidu.com/item/%E5%8C%97%E4%BA%AC%E4%B8%AD%E7%A7%91%E7%99%BD%E7%99%9C%E9%A3%8E%E5%8C%BB%E9%99%A2/9728824?fr=aladdin
年末,在中国武汉爆发的冠状病毒疫情冲击了整个金融市场和实体经济。这座总人口超过千万,春运期间流动人口超过万的巨型城市的灾难在世界各地引发了一连串蝴蝶效应,也在全球普通民众中引发恐慌。

武汉的这场灾难引发了全球对于城市规划和防疫政策的思考。如果疾病不是在武汉,而是在另一座人口规模更小、人口流动也更弱的城市,它的传染性和感染人数,又会是怎样的故事?

在这篇文章中,我们将讨论当流行病袭击一个城市时产生的影响和应对措施。我们以亚美尼亚首都,人口刚过百万的城市埃里温市为例进行研究,建立数学模型并用Python模拟冠状病毒在该市的传播,研究城市流动模式如何影响疾病的传播。

01城市流动性

有效、高效和可持续的城市流动性对现代城市的运作至关重要。它已经被证明会直接影响城市的宜居性和经济产出(GDP)。然而,一旦发生疫情,它就会火上浇油,扩大疾病的传播。

那么,让我们先来看看埃里温市在一个平面坐标系上的聚合OD流动网络(Origin-Dstination),以了解城市流动模式的空间结构:

接着,如果我们观察网格的总流入量,我们会看到或多或少的单中心空间组织,其中一些网格的日流入量较高但位于中心之外:

现在,假设一种流行病在城市的任意地点爆发。它将如何传播?我们能做些什么来控制它?

02流行病学建模

为了回答这些问题,我们将用Python建立一个简单的房室模型来模拟传染病在城市中的传播。

当一种流行病爆发时,其传播动力会有显著变化,这取决于最初感染的地理位置及其与城市其他地区的连接性。这是最近关于城市人口流行病的数据驱动研究得出的最重要见解之一。然而,正如我们将在下文进一步看到的,各种结果都要求采取类似的措施来控制疫情,并在规划和管理城市时考虑到这种可能性。

注:



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