[發(fā)明專利]一種基于云計算的流行病監(jiān)控系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010067449.5
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111081383A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅暉
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)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(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括：醫(yī)療信息系統(tǒng)和云平臺系統(tǒng)，

醫(yī)療信息系統(tǒng)，用于獲取實時登記的流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)，并傳輸至所述云平臺系統(tǒng)；

云平臺系統(tǒng)，用于接收所述流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)，根據(jù)該流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)建立流行病傳播模型，并根據(jù)所述流行病傳播模型模擬流行病的傳播爆發(fā)趨勢，根據(jù)模擬結(jié)果計算流行病預(yù)警信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云計算的流行病監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，

所述云平臺系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接收模塊、流行病傳播模型建立模塊、預(yù)測分析模塊；

所述數(shù)據(jù)接收模塊用于接收由所述醫(yī)療信息系統(tǒng)發(fā)送的流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)，其中所述流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)包括一種或多種流行病的監(jiān)控數(shù)據(jù)，其中包括各種流行病在不同時間節(jié)點的新增病例數(shù)；

所述流行病傳播模型建立模塊用于根據(jù)所述流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)建立基于動態(tài)人口接觸網(wǎng)絡(luò)的流行病傳播模型，或者根據(jù)新接收的所述流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)對流行病傳播模型進行更新；

所述預(yù)測分析模塊，用于根據(jù)所述流行病傳播模型對流行病傳播爆發(fā)趨勢進行預(yù)測，并對預(yù)測結(jié)果進行分析，輸出分析結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于云計算的流行病監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述流行病傳播模型建立模塊包括：

接觸網(wǎng)絡(luò)建模單元，用于根據(jù)接收的流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)建立/更新所述動態(tài)人口接觸網(wǎng)絡(luò)；

傳播模型建模單元，基于所述動態(tài)人口接觸網(wǎng)絡(luò)以及所述流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)，構(gòu)建針對不同流行病的傳播模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于云計算的流行病監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述接觸網(wǎng)絡(luò)建模單元，包括：

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

基于人口普查數(shù)據(jù)構(gòu)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(gòu)成所述動態(tài)人口接觸網(wǎng)絡(luò)的空間模式

根據(jù)一種或多種流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)以及相關(guān)的病理學(xué)參數(shù)，結(jié)合動態(tài)人口接觸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建用于獲取動態(tài)接觸網(wǎng)絡(luò)時間模式的優(yōu)化目標函數(shù)，對該優(yōu)化目標函數(shù)進行擬合參數(shù)優(yōu)化，估計出所述動態(tài)人口接觸網(wǎng)絡(luò)的時間模式W＝(w₁,…,w_R)；

基于獲取的所述動態(tài)人口接觸網(wǎng)絡(luò)的空間模式和時間模式建模最終動態(tài)人口接觸網(wǎng)絡(luò)；

以及

所述云平臺系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)庫模塊，所述數(shù)據(jù)庫模塊存儲所述人口普查數(shù)據(jù)，供所述接觸網(wǎng)絡(luò)建模單元調(diào)用。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于云計算的流行病監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述接觸網(wǎng)絡(luò)建模單元中，根據(jù)一種或多種流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)以及相關(guān)的病理學(xué)參數(shù)，結(jié)合動態(tài)人口接觸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建用于獲取動態(tài)接觸網(wǎng)絡(luò)時間模式的優(yōu)化目標函數(shù)；其中構(gòu)建的優(yōu)化目標函數(shù)包括：

其中

U和V滿足

式中，N表示流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)中的流行病種類數(shù)，T表示流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)所對應(yīng)時間窗的長度，表示流行病監(jiān)控數(shù)據(jù)中第i種流行病在t時刻不同年齡組的新增病例數(shù)，P表示總?cè)丝跀?shù)，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(xué)參數(shù)，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(shù)表示，w_r(t)表示t時刻r場景內(nèi)的接觸強度；表示人口接觸結(jié)構(gòu)的時間模式的系數(shù)表示矩陣，Ω₁,…,Ω_R表示基底矩陣中具有數(shù)據(jù)項的位置，ε表示松弛參數(shù)，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(shù)優(yōu)化算法優(yōu)化上述目標函數(shù)，估計出優(yōu)化參數(shù)U，V，并將獲取的作為所述動態(tài)人口接觸網(wǎng)絡(luò)的時間模式。