一种考虑交通干预的传染病跨区域传播预测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑交通干预的传染病跨区域传播预测方法及系统；获取地理单元及主要参数；基于地理单元级别及主要参数，构建传染病模拟背景，确定对应的异地转移概率矩阵；根据异地转移概率矩阵，构建传染病动力学模型；根据传染病动力学模型，确定指定时空下各地区不同仓室人员数目，模拟和可视化各地区传染病动态；根据各地区不同仓室人员数目，确定和可视化病毒实时传播力及其置信区间；根据各地区仓室人口变化数据和病毒实时传播力，预测并可视化各地区未来传染病趋势。本发明专利技术集传染病传播模拟、病毒实时传播力计算、传染病流行趋势预测、交通防控干预措施为一体，在传染病发生早期为各地疾控部门进行传染病预测和防控提供有效的帮助。控提供有效的帮助。控提供有效的帮助。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑交通干预的传染病跨区域传播预测方法及系统


[0001]本专利技术涉及公共卫生和计算机应用
，特别是涉及一种考虑交通干预的传染病跨区域传播预测方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提到了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]现有的传染病预测方法及相应推演系统具有封闭性的特点，缺乏考虑人口流动导致的跨区域感染和施行交通限制等干预措施对传染病传播造成的影响，不够贴合实际，准确性较低。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种考虑交通干预的传染病跨区域传播预测方法及系统；本专利技术系统集传染病传播过程模拟仿真、交通防控措施干预、传染病数据统计分析、传染病流行预测为一体，为传染病的预防和控制提供决策支持。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种跨区域传染病预测系统；
[0006]一种跨区域传染病预测系统，包括：存储器和处理器；
[0007]所述存储器，用于存储计算机程序指令；
[0008]所述处理器，用于调用所述计算机程序指令，当所述程序指令被执行时，用于执行以下步骤：
[0009]获取地理单元及主要参数；基于地理单元级别及主要参数，构建传染病仿真模拟背景，确定对应背景的异地转移概率矩阵；
[0010]根据所述异地转移概率矩阵，构建传染病动力学模型；
[0011]根据所述传染病动力学模型，确定指定时空下各地区不同仓室人员数目，模拟和可视化各地理单元的传染病动态；
[0012]根据所述各地区不同仓室人员数目，确定病毒实时传播力及其置信区间，并可视化指定地区的病毒实时传播力及其置信区间；
[0013]根据各地区仓室人口变化数据和病毒实时传播力，预测并可视化各地区未来传染病趋势。
[0014]第二方面，本专利技术提供了一种跨区域传染病预测方法；
[0015]一种跨区域传染病预测方法，包括：
[0016]获取地理单元及主要参数；基于地理单元级别及主要参数，构建传染病仿真模拟背景，确定对应背景的异地转移概率矩阵；
[0017]根据所述异地转移概率矩阵，构建传染病动力学模型；
[0018]根据所述传染病动力学模型，确定指定时空下各地区不同仓室人员数目，模拟和可视化各地理单元的传染病动态；
[0019]根据所述各地区不同仓室人员数目，确定病毒实时传播力及其置信区间，并可视
化指定地区的病毒实时传播力及其置信区间；
[0020]根据各地区仓室人口变化数据和病毒实时传播力，预测并可视化各地区未来传染病趋势。
[0021]第三方面，本专利技术还提供了一种跨区域传染病预测系统；
[0022]一种跨区域传染病预测系统，包括：
[0023]背景搭建模块，其被配置为：获取地理单元及主要参数；基于地理单元级别及主要参数，构建仿真模拟背景，确定对应背景的异地转移概率矩阵；
[0024]模型构建模块，其被配置为：根据所述异地转移概率矩阵，构建传染病动力学模型；
[0025]传染病动态模拟模块，其被配置为：根据所述传染病动力学模型，确定指定时空下各地区不同仓室人员数目，模拟和可视化各地理单元的传染病动态；
[0026]病毒实时传播力计算模块，其被配置为：根据所述各地区不同仓室人员数目，确定病毒实时传播力及其置信区间，并可视化指定地区的病毒实时传播力和置信区间；
[0027]传染病趋势预测模块，其被配置为：根据各地区仓室人口变化数据和病毒实时传播力，预测并可视化各地区未来传染病趋势。
[0028]第四方面，本专利技术还提供了一种存储介质，非暂时性地存储计算机可读指令，其中，当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时，执行第二方面所述方法的指令。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0030]通过人口流动交通网络和传染病动力学模型描述传染病的跨区域传播，同时提供不同交通干预措施下的传染病态势模拟，对于流行病的防控具有重要的理论价值与实用价值。本专利技术系统集传染病传播过程模拟仿真、交通防控措施干预、传染病数据统计分析、传染病流行预测为一体，为传染病的预防和控制提供决策支持。
附图说明
[0031]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0032]图1为实施例一的方法流程图；
[0033]图2为实施例三的系统功能框图。
具体实施方式
[0034]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0035]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0036]在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0037]本实施例所有数据的获取都在符合法律法规和用户同意的基础上，对数据的合法应用。
[0038]实施例一
[0039]本实施例提供了一种跨区域传染病预测系统；
[0040]如图1所示，一种跨区域传染病预测系统，包括：存储器和处理器；
[0041]所述存储器，用于存储计算机程序指令；
[0042]所述处理器，用于调用所述计算机程序指令，当所述程序指令被执行时，用于执行以下步骤：
[0043]S101：获取地理单元及主要参数；基于地理单元级别及主要参数，构建传染病仿真模拟背景，确定对应背景的异地转移概率矩阵；
[0044]S102：根据所述异地转移概率矩阵，构建传染病动力学模型；
[0045]S103：根据所述传染病动力学模型，确定指定时空下各地区不同仓室人员数目，模拟和可视化各地理单元的传染病动态；
[0046]S104：根据所述各地区不同仓室人员数目，确定病毒实时传播力及其置信区间，并可视化指定地区的病毒实时传播力及其置信区间；
[0047]S105：根据各地区仓室人口变化数据和病毒实时传播力，预测并可视化各地区未来传染病趋势。
[0048]进一步地，所述S101：获取地理单元及主要参数；基于地理单元级别及主要参数，构建传染病仿真模拟背景，确定对应背景的异地转移概率矩阵。其中，
[0049]地理单元，是指传染病模拟背景中所设定的最小区域，设定为省市级或区县级。若设定地理单元为省市级，传染病的跨区域传播将在全国本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨区域传染病预测系统，其特征是，包括：存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序指令；所述处理器，用于调用所述计算机程序指令，当所述程序指令被执行时，用于执行以下步骤：获取地理单元及主要参数；基于地理单元级别及主要参数，构建传染病仿真模拟背景，确定对应背景的异地转移概率矩阵；根据所述异地转移概率矩阵，构建传染病动力学模型；根据所述传染病动力学模型，确定指定时空下各地区不同仓室人员数目，模拟和可视化各地理单元的传染病动态；根据所述各地区不同仓室人员数目，确定病毒实时传播力及其置信区间，并可视化指定地区的病毒实时传播力及其置信区间；根据各地区仓室人口变化数据和病毒实时传播力，预测并可视化各地区未来传染病趋势。2.如权利要求1所述的一种跨区域传染病预测系统，其特征是，确定对应背景的异地转移概率矩阵，具体包括：将城市转移概率矩阵，和出行方式选择概率矩阵进行加权求和；将加权求和结果，与表示始发城市所属城市等级的对角矩阵进行相乘，得到异地转移概率矩阵；所述城市转移概率矩阵，是指由异地转移感染者从始发城市到终点城市地理距离长短确定的转移城市概率的矩阵；所述出行方式选择概率矩阵，是指异地转移感染者从始发城市到终点城市选择不同出行方式概率的矩阵。3.如权利要求1所述的一种跨区域传染病预测系统，其特征是，根据所述异地转移概率矩阵，构建传染病动力学模型；模型具体为：矩阵，构建传染病动力学模型；模型具体为：矩阵，构建传染病动力学模型；模型具体为：其中，S
it
表示区域i第t天的易感人数；I
it
表示区域i第t天的感染人数；R
it
表示区域i第t天的康复人数；感染率β
t
表示易感者与感染者接触后染病的概率；恢复率γ
t
表示感染者康复的概率；N表示区域i的总人口数；C
ijt
表示第t天区域i中现存感染者已成功感染另一区域j中易感者的人数，在当前背景下，认为C
ijt
服从伯努利分布，即C
ijt
～B(I
i
,p
ij
)，B表示伯努利分布函数，I
i
表示区域i的感染人数；p
ij
表示区域i的病人传染另一区域j中易感者的传染转移概率，受城市经济水平、地理距离、交通出行三方面因素的影响。4.如权利要求1所述的一种跨区域传染病预测系统，其特征是，根据所述传染病动力学模型，确定指定时空下各地区不同仓室人员数目，模拟和可视化各地理单元的传染病动态；具体包括：
R
i,t+1
＝R
i,t
+γ
t
I
it
；其中，仓室是指针对某类传染病将该地区的人群分为若干类，每一类被称为一个仓室。5.如权利要求1所述的一种跨区域传染病预测系统，其特征是，根据所述各地区不同仓室人员数目，确定病毒实时传播力及其置信区间，并可视化指定地区的病毒实时传播力及其置信区间；具体包括：病毒实时传播力R
t
是指在防控干预手段下，在疾病传播发展的过程中，t时刻一个病例平均能感染的人数，被用来描述传染病传染速率，反映传染病发生的潜力和严重程度；在传染病动力学模型中，病毒实时传播力在传染病动力学模型中，病毒实时传播力其中，表示病毒的随时间变化的实时传播力；β<...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛付忠，索晓雯，俞一凡，宫若瑜，胡锡峰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：