一种基于传染病动力学的传染病预测方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术提供的一种基于传染病动力学的传染病预测方法、系统及介质，方法包括以下步骤：确定传染病筛查区域，根据筛查区域的人群密度，对筛查区域进行有限元区域划分，得到若干子区域；根据若干子区域之间的人群流动因素，确定人口流动率参数；根据人口流动率参数确定子区域的变化人数，并构建子区域的传染病动力学模型；通过有限元分析以及传染病动力学模型对传染病的传播情况进行预测；方法能够更加针对流行病或传染病传播的特点，对流行病或传染病的发展趋势做出精细化预测，帮助疾控部门及时采取合理的防控措施以应对流行病的传播所带来的影响，可广泛应用于流行病预测技术领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于传染病动力学的传染病预测方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及流行病预测
，尤其是一种基于传染病动力学的传染病预测方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]传染病自古以来就是危害人类健康最大的敌人，历史上发生的流行传染病给人类生存带来了巨大灾难。例如公元2世纪，在罗马帝国的流行的antonine瘟疫使其经济恶化，人口衰减，入侵者趁虚而入，导致了罗马帝国的崩溃。传染病的防控关系到国民健康和国计民生，而想做好防控工作就需要对疾病流行规律有清楚的了解。传染病动力学就是根据疾病发生、发展及环境变化等情况，建立能反映其变化规律的数学模型，研究疾病的发展过程，预测其流行规律和发展趋势，分析疾病流行的原因和关键因素，寻求对其进行预防和控制的最优策略，为人们防控决策提供理论基础和数量依据。传染病动力学更着眼于疾病传播内在规律的描述和研究，更有利于疾病发展趋势的预测和最优控制策略的研究。
[0003]传染病动力学模型的研究始于20世纪，1906年Harner构造了离散时间模型来分析麻疹的流行规律；1911年Ross利用微分方程模型对疟疾在蚊子和人群之间传播的动态行为进行了分析；1926年，Kermack和McKendrick构造了“SIR”仓室模型来研究伦敦黑死病的流行以及孟买的瘟疫流行规律，并于1932年建立了“SIS”仓室模型，在对这些模型的研究基础上提出了传染病动力学中的阈值理论。Kermack与McKendrick的SIR模型是传染病模型中最经典、最基本的模型，为传染病动力学的研究做出了奠基性的贡献。
[0004]然而，传统的SIR模型并没有考虑人口流动、人群分布密度等因素，而这些因素带来的偏倚严重影响了SIR模型的预测准确率；此外，传统的SIR动力学模型是在以人群均匀分布的假设基础上对流行病趋势进行预测，忽略了不同区域的人群密度差异性对流行病传播效果的影响随着网络通信、空间定位、大数据和人工智能技术的发展，传统SIR模型也并不能很好的满足精细化管理的需要。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，为至少部分解决上述技术问题之一，本专利技术实施例目的在于提供一种准确率更高、能为精细的基于传染病动力学的传染病预测方法，以及本申请还提供了能够对应实现该方法的系统及计算机可读的存储介质。
[0006]第一方面，本申请的技术方案提供了一种基于传染病动力学的传染病预测方法，其步骤包括：
[0007]确定传染病筛查区域，根据所述筛查区域的人群密度，对所述筛查区域进行有限元区域划分，得到若干子区域；
[0008]根据若干所述子区域之间的人群流动因素，确定人口流动率参数；
[0009]根据所述人口流动率参数确定所述子区域的变化人数，并构建所述子区域的传染病动力学模型；
[0010]通过有限元分析以及所述传染病动力学模型对传染病的传播情况进行预测。
[0011]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述确定传染病筛查区域，根据所述筛查区域的人群密度，对所述筛查区域进行有限元区域划分，得到若干子区域这一步骤，其包括：
[0012]根据所述人群密度，结合所述筛查区域的城市轨道交通和功能区域进行有限元区域划分，得到若干子区域；
[0013]统计所述子区域中的历史易感者人数、历史感染者人数以及历史康复者人数，并确定传染率和康复率。
[0014]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述根据若干所述子区域之间的人群流动因素，确定人口流动率参数这一步骤，其包括：
[0015]从若干所述子区域中确定起始区域和终止区域，根据所述起始区域和所述终止区域确定所述人口流动率参数。
[0016]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述根据所述人口流动率参数确定所述子区域的变化人数，并构建所述子区域的传染病动力学模型这一步骤，其包括：
[0017]根据所述人口流动率参数确定所述子区域之间的人口流动，根据所述人口流动构建人口动态平衡以及人口流动的微分方程。
[0018]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述根据所述人口流动率参数确定所述子区域的变化人数，并构建所述子区域的传染病动力学模型这一步骤，其还包括以下步骤至少之一：
[0019]根据所述历史易感者人数，确定所述子区域中易感者人数的第一变化量；
[0020]根据所述历史感染者人数，确定所述子区域中感染者人数的第二变化量；
[0021]根据所述历史康复者人数，确定所述子区域中康复者人数的第三变化量；
[0022]确定所述子区域中总人口的第四变化量。
[0023]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述通过有限元分析以及所述传染病动力学模型对传染病的传播情况进行预测这一步骤，其包括以下步骤至少之一：
[0024]根据所述第一变化量，确定当前易感者人数；
[0025]根据所述第二变化量，确定当前感染者人数；
[0026]根据所述第三变化量，确定当前康复者人数；
[0027]根据所述第四变化量，确定当前人口总数。
[0028]在本申请方案的一种可行的实施例中，根据所述传染病动力学模型绘制疾病增长趋势曲线，对所述传染病的传播情况进行可视化显示。
[0029]第二方面，本专利技术的技术方案还提供一种基于传染病动力学的传染病预测系统，其包括：
[0030]区域划分模块，用于确定传染病筛查区域，根据所述筛查区域的人群密度，对所述筛查区域进行有限元区域划分，得到若干子区域；
[0031]参数确定模块，用于根据若干所述子区域之间的人群流动因素，确定人口流动率参数；
[0032]模型构建模块，用于根据所述人口流动率参数确定所述子区域的变化人数，并构建所述子区域的传染病动力学模型；
[0033]分析预测模块，用于通过有限元分析以及所述传染病动力学模型对传染病的传播情况进行预测。
[0034]第三方面，本专利技术的技术方案还提供一种基于传染病动力学的传染病预测硬件系统，其包括：
[0035]至少一个处理器；
[0036]至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
[0037]当至少一个程序被至少一个处理器执行，使得至少一个处理器运行第一方面中的一种基于传染病动力学的传染病预测方法。
[0038]第四方面，本专利技术的技术方案还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，处理器可执行的程序在由处理器执行时用于运行第一方面中的方法。
[0039]本专利技术的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，其他部分可以通过本专利技术的具体实施方式了解得到：
[0040]本申请技术方案区别于传统动力学SIR模型中只考虑人群均匀分布的情况，根据不同区域人群密度的差异对原始区域进行有限元的划分，考虑了不同区域人群密度差异性对流行病或传染病传播的影响，同时引入了人口流动率参数，考虑了区域间的人群流动性对流行病或传染病传播的影响。本申请的技术方案能够更加针对流行病或传染病传播的特点，对流行病或传染病的发展趋势做出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于传染病动力学的传染病预测方法，其特征在于，确定传染病筛查区域，根据所述筛查区域的人群密度，对所述筛查区域进行有限元区域划分，得到若干子区域；根据若干所述子区域之间的人群流动因素，确定人口流动率参数；根据所述人口流动率参数确定所述子区域的变化人数，并构建所述子区域的传染病动力学模型；通过有限元分析以及所述传染病动力学模型对传染病的传播情况进行预测。2.根据权利要求1所述的一种基于传染病动力学的传染病预测方法，其特征在于，所述确定传染病筛查区域，根据所述筛查区域的人群密度，对所述筛查区域进行有限元区域划分，得到若干子区域这一步骤，其包括：根据所述人群密度，结合所述筛查区域的城市轨道交通和功能区域进行有限元区域划分，得到若干子区域；统计所述子区域中的历史易感者人数、历史感染者人数以及历史康复者人数，并确定传染率和康复率。3.根据权利要求1所述的一种基于传染病动力学的传染病预测方法，其特征在于，所述根据若干所述子区域之间的人群流动因素，确定人口流动率参数这一步骤，其包括：从若干所述子区域中确定起始区域和终止区域，根据所述起始区域和所述终止区域确定所述人口流动率参数。4.根据权利要求2所述的一种基于传染病动力学的传染病预测方法，其特征在于，所述根据所述人口流动率参数确定所述子区域的变化人数，并构建所述子区域的传染病动力学模型这一步骤，其包括：根据所述人口流动率参数确定所述子区域之间的人口流动，根据所述人口流动构建人口动态平衡以及人口流动的微分方程。5.根据权利要求2所述的一种基于传染病动力学的传染病预测方法，其特征在于，所述根据所述人口流动率参数确定所述子区域的变化人数，并构建所述子区域的传染病动力学模型这一步骤，其还包括以下步骤至少之一：根据所述历史易感者人数，确定所述子区域中易感者人数的第一变化量；根据所述历史感染者人数，确定所述子区域中感染者人数的第二变化量；根据所述历史康复...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱艳春，曾杰川，柳子用，郑宇浩，邱述洪，
申请(专利权)人：联通广东产业互联网有限公司，
类型：发明
国别省市：