[發(fā)明專利]一種基于計(jì)算實(shí)驗(yàn)的流行病學(xué)模型對(duì)接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111462654.2
• 申請(qǐng)日: 2021-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114429824A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王漸旭;章衡;薛霄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G16H50/80
• 分類號(hào): G16H50/80
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 韓帥

1.一種基于計(jì)算實(shí)驗(yàn)的流行病學(xué)模型對(duì)接方法，其特征在于：所述方法基于對(duì)流行病學(xué)進(jìn)行驗(yàn)證的對(duì)接系統(tǒng)，所述對(duì)接系統(tǒng)包括流行病領(lǐng)域集成模型、模型對(duì)接單元、計(jì)算集成模型；所述模型對(duì)接單元分別提取領(lǐng)域集成模型的流行病屬性信息和計(jì)算集成模型數(shù)據(jù)信息進(jìn)行低耦合交互實(shí)現(xiàn)對(duì)流行病防疫系統(tǒng)驗(yàn)證；其中：所述模型對(duì)接單元還包括：

--個(gè)體層由疾病模塊和個(gè)體能力模塊構(gòu)成；

--組織層由組織結(jié)構(gòu)模塊和個(gè)體間交互模塊構(gòu)成；

--社會(huì)層由干預(yù)控制模塊和環(huán)境分析模塊構(gòu)成；其中：所述模型對(duì)接單元通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)低耦合數(shù)據(jù)交互：

所述疾病模塊和個(gè)體能力模塊對(duì)領(lǐng)域集成模型提供的流行病屬性按照如下公式耦合輸出與計(jì)算集成模型交互的數(shù)據(jù)信息生成個(gè)體屬性的計(jì)算模型：

Attr_Epi＝Nam,Md,L_p,I_p,Fpro,DisT

其中，Nam是疾病的名稱；Md是疾病的傳播途徑標(biāo)志；L_p是疾病潛伏期的分布及其參數(shù)；I_p是疾病感染期的分布及其參數(shù)；Fpro是疾病死亡概率；DisT是疾病患者治愈事件的分布及其參數(shù)；

Individual level＝R,S_t,E_t,V_t,Y_t

其中，R是個(gè)體的穩(wěn)定能力屬性；S_t是個(gè)體的動(dòng)態(tài)能力屬性；E_t是個(gè)體的感知能力；V_t是個(gè)體的行為集合；Y_t是個(gè)體在感受外在事件刺激及與其他個(gè)體交互過(guò)程選擇所采取的行為的決策能力；

所述組織結(jié)構(gòu)模塊和個(gè)體間交互模塊按照將交互規(guī)則與交互方式與計(jì)算集成模型中的交互機(jī)制對(duì)接生成定制化的計(jì)算模型；

所述干預(yù)控制模塊和環(huán)境分析模塊對(duì)領(lǐng)域集成模型提供的流行病屬性進(jìn)行與計(jì)算集成模型交互生成社會(huì)化的計(jì)算模型反饋給個(gè)體層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計(jì)算實(shí)驗(yàn)的流行病學(xué)模型對(duì)接方法，其特征在于：所述組織結(jié)構(gòu)模塊和個(gè)體間交互模塊按照將交互規(guī)則與交互方式與計(jì)算集成模型中的交互機(jī)制對(duì)接生成定制化的計(jì)算模型過(guò)程：

1)交互機(jī)制通過(guò)交互方式和自主交互方式進(jìn)行，其中：

Option1：行為日志交互方式：按照統(tǒng)計(jì)規(guī)律和生活常識(shí)規(guī)劃了個(gè)體的日常活動(dòng)行為來(lái)模擬人們的日常活動(dòng)，當(dāng)個(gè)體進(jìn)入接觸范圍時(shí)，再根據(jù)交互規(guī)則完成交互行為；

Option2：自主交互方式：通過(guò)不同方法設(shè)計(jì)Agent的空間移動(dòng)行為以及其可能發(fā)生的行為集合，在移動(dòng)過(guò)程由個(gè)體本身的狀態(tài)屬性和外界信息刺激決定最終個(gè)體行為以及是否產(chǎn)生接觸交互；

交互規(guī)則，兩個(gè)個(gè)體確定交互請(qǐng)求后，根據(jù)自身病程狀態(tài)和交互規(guī)則完成交互行為個(gè)體記為x,這里給出幾種流行病學(xué)中常用的交互規(guī)則：

上式為感染人群I與其他病程狀態(tài)個(gè)體的交互；其中，P₁、P₂為隨機(jī)數(shù)，μ為感染率和無(wú)癥狀感染率；

上式為被病原體污染的物體M與其他病程狀態(tài)Agent的交互；其中，β為物傳人的感染率；

上式為無(wú)癥狀感染人群A與其他病程狀態(tài)個(gè)體的交互；其中，β為物傳人的感染率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計(jì)算實(shí)驗(yàn)的流行病學(xué)模型對(duì)接方法，其特征在于：

所述干預(yù)控制模塊對(duì)領(lǐng)域集成模型提供的流行病屬性進(jìn)行與計(jì)算集成模型交互生成社會(huì)化的計(jì)算模型過(guò)程：

生成疾病隔離防控模塊，即：

M_Isolation＝Type,Obj,Range,Time,LT

其中，Type是隔離措施的類型；Obj是隔離措施的主要作用對(duì)象；Range是隔離措施的作用范圍；Time是隔離策略開(kāi)始實(shí)施的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；LT是隔離策略持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)度；

生成醫(yī)療預(yù)警響應(yīng)模塊，即：

其中，R_t為t時(shí)刻可用醫(yī)療資源，R_limit為該醫(yī)院Agent的醫(yī)療資源上，Response_avg為病情平穩(wěn)狀態(tài)下的平均收治響應(yīng)時(shí)間。