[發明專利]一種基于云計算的流行病監控系統

在審

• 申請號: 202010067449.5
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111081383A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 羅暉
• 申請（專利權）人: 羅暉
• 主分類號: G16H50/80
• 分類號: G16H50/80;G16H40/00;G06Q50/26;G06F16/22;G06F16/2458;G06K9/00;G06T5/00
• 代理公司: 北京華識知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 鄭華麗

1.一種基于云計算的流行病監控系統，其特征在于，包括：醫療信息系統和云平臺系統，

醫療信息系統，用于獲取實時登記的流行病監控數據，并傳輸至所述云平臺系統；

云平臺系統，用于接收所述流行病監控數據，根據該流行病監控數據建立流行病傳播模型，并根據所述流行病傳播模型模擬流行病的傳播爆發趨勢，根據模擬結果計算流行病預警信息。

2.根據權利要求1所述的一種基于云計算的流行病監控系統，其特征在于，

所述云平臺系統包括數據接收模塊、流行病傳播模型建立模塊、預測分析模塊；

所述數據接收模塊用于接收由所述醫療信息系統發送的流行病監控數據，其中所述流行病監控數據包括一種或多種流行病的監控數據，其中包括各種流行病在不同時間節點的新增病例數；

所述流行病傳播模型建立模塊用于根據所述流行病監控數據建立基于動態人口接觸網絡的流行病傳播模型，或者根據新接收的所述流行病監控數據對流行病傳播模型進行更新；

所述預測分析模塊，用于根據所述流行病傳播模型對流行病傳播爆發趨勢進行預測，并對預測結果進行分析，輸出分析結果。

3.根據權利要求2所述的一種基于云計算的流行病監控系統，其特征在于，所述流行病傳播模型建立模塊包括：

接觸網絡建模單元，用于根據接收的流行病監控數據建立/更新所述動態人口接觸網絡；

傳播模型建模單元，基于所述動態人口接觸網絡以及所述流行病監控數據，構建針對不同流行病的傳播模型。

4.根據權利要求3所述的一種基于云計算的流行病監控系統，其特征在于，所述接觸網絡建模單元，包括：

將待確定的動態人口接觸網絡表示為張量M∈R^G×G×T的形式，其中動態人口接觸網絡的空間模式表示為空間R^G×G×T的基底動態人口接觸網絡的時間模式表示為基底的組合系數W＝(w₁,…,w_R)；

基于人口普查數據構建包含多個場景的虛擬社會，并基于所述虛擬場景計算各個場景中各虛擬個體之間的接觸概率，構成所述動態人口接觸網絡的空間模式

根據一種或多種流行病監控數據以及相關的病理學參數，結合動態人口接觸網絡構建用于獲取動態接觸網絡時間模式的優化目標函數，對該優化目標函數進行擬合參數優化，估計出所述動態人口接觸網絡的時間模式W＝(w₁,…,w_R)；

基于獲取的所述動態人口接觸網絡的空間模式和時間模式建模最終動態人口接觸網絡；

以及

所述云平臺系統還包括數據庫模塊，所述數據庫模塊存儲所述人口普查數據，供所述接觸網絡建模單元調用。

5.根據權利要求4所述的一種基于云計算的流行病監控系統，其特征在于，所述接觸網絡建模單元中，根據一種或多種流行病監控數據以及相關的病理學參數，結合動態人口接觸網絡構建用于獲取動態接觸網絡時間模式的優化目標函數；其中構建的優化目標函數包括：

其中

U和V滿足

式中，N表示流行病監控數據中的流行病種類數，T表示流行病監控數據所對應時間窗的長度，表示流行病監控數據中第i種流行病在t時刻不同年齡組的新增病例數，P表示總人口數，A_i和C_i分別表示第i種流行病中兩個基本的流行病學參數，分別表示未感染者的易感程度和已感染者的感染能力，U_r和V_r表示虛擬場景r下的特征矩陣，其中U_r和V_r∈R^G，即和表示各虛擬場景的特征矩陣；表示t'時刻虛擬場景r下的接觸強度變化量，其中為對w_r的系數表示，w_r(t)表示t時刻r場景內的接觸強度；表示人口接觸結構的時間模式的系數表示矩陣，Ω₁,…,Ω_R表示基底矩陣中具有數據項的位置，ε表示松弛參數，表示r場景下年齡組u和年齡組v之間的接觸概率；

采用參數優化算法優化上述目標函數，估計出優化參數U，V，并將獲取的作為所述動態人口接觸網絡的時間模式。