本发明专利技术涉及传染病疫情预测，属于流行病传播与控制领域。针对具有免疫期的传染病，本发明专利技术提出一种具有免疫期且受季节影响的传染病疫情预测方法，相对于已有的模型，该方法考虑了免疫期的影响，根据易感者、潜伏期者、感染者和治愈者相对时间的变化率建立了具有免疫期且受季节影响的传染病疫情预测动力学模型，代入传染率及免疫期、潜伏期等，得到对于各种人群相对于时间的变化规律，进而完成传染病的疫情预测。本发明专利技术预测精度比较高，为疫情控制提供了更加可靠的依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传染病疫情预测，属于流行病传播与控制领域。
技术介绍
近年来，大范围的传染病疫情频繁爆发，2003年的SARS、2005年的禽流感、2008年的手足口病以及2009年的甲型Hmi流感，其造成的后果，除了直接人员伤亡和巨额医疗费用外，对经济的间接影响、对民众心理和社会安定的危害都是非常严重的。传染病疫情的开始、爆发和控制过程，均遵循相应的客观规律，对其演变过程进行科学的预测，是决策部门正确判断形势、做出恰当反应的重要环节。国内外对于传染病疫情的定量模型理论已经有较为广泛而深入的研究。当前的传染病模型，可分为动力学模型、统计模型和时空交互模型三类。动力学模型可分为常规模型和系统动力学模型，常见的常规模型有SI模型、SIR模型、SEIR模型、SEIRS模型、SEIRP模型及SEIRD模型等。在统计模型中出现了根据搜索引擎的查询数据来预测流感疫情，实现了较为准确地预测未来两周的疫情发展，取得较好效果，但这种方法由于缺乏传染病自身的动力学原理，在一定程度上仍然存在明显不足。通常的SEIRS模型，指的是考虑到易感者、潜伏期者、发病者、治愈者的模型，并未考虑到季节对病毒传播的影响，以理论推导为主，没有结合实际情况考虑。而一些传染病(尤其是流感)受季节影响非常大，致使其预测结果与现实有较大的误差。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术通过引入与时间有关的系数，得到动力学方程组，建立了，采用该方法预测的结果有较高的预测精度。具有免疫期且受季节影响的传染病疫情预测方法，是通过如下步骤实现的步骤一、将人群分为四个流行病学类易感者、潜伏期者、发病者、治愈者(在免疫期内不属于易感人群，忽略死亡者对人口比例的影响)，假设人口处于动态平衡，总人数为单位1，忽略人口自然出生、死亡以及人口迁移对人口比例的影响，易感者、潜伏期者、发病者、治愈者分别占总人数的比例计为S、E、I、R，它们均为时间的函数；步骤二、用κ ρ κ 2分别表示潜伏期者、发病者的传染率，也为时间的函数；根据具有免疫期且受季节影响的典型传染病-流感疫情发展分布特征，设季节对传染率影响在1(t-d0)2 (t-d0)2 年中满足正态分布，其表达式为&=,K2(t) = K02+^^e , κ01>K C12是潜伏期者和发病者的基本传染率，跟人口密度有关，Xp X2分别为潜伏期者和发病者的季节影响系数，σ为疫情预测值与实际值的方差，Cltl为感染高峰期，其中K(ll、K(l2、Xl、 x2、σ、Cltl都是根据以往的数据反演得到的；D1表示潜伏期，D2表示发病期，D3表免疫期，对于某一固定的传染病Dp &和D3都视为常数；步骤三、当t = 0，S = S。，E = E。，I = I。，R = R。，S。、E。、I。、R。分别为初始时间 t =O时易感者、潜伏期者、发病者和治愈者的比例。用公式表示各个人群比例的时间变化率1)易感者比例的变化率可以用式(1)表示权利要求1.具有免疫期且受季节影响的传染病疫情预测方法，其特征在于，该方法是通过如下步骤实现的步骤一、将人群分为四个流行病学类易感者、潜伏期者、发病者、治愈者，其中治愈者在免疫期内不属于易感者，假设人口处于动态平衡态，总人数为1，不考虑人口自然出生、死亡以及人口迁移情况，易感者、潜伏期者、发病者、治愈者分别占总人数的比例记为S、E、I、 R，它们均为时间的函数；步骤二、用KpK2分别表示潜伏期者、发病者的传染率，也为时间的函数；根据具有免疫期且受季节影响的典型传染病-流感疫情发展分布特征，设季节对传染率影响在1年中 满足正态分布，其表达式为全文摘要本专利技术涉及传染病疫情预测，属于流行病传播与控制领域。针对具有免疫期的传染病，本专利技术提出，相对于已有的模型，该方法考虑了免疫期的影响，根据易感者、潜伏期者、感染者和治愈者相对时间的变化率建立了具有免疫期且受季节影响的传染病疫情预测动力学模型，代入传染率及免疫期、潜伏期等，得到对于各种人群相对于时间的变化规律，进而完成传染病的疫情预测。本专利技术预测精度比较高，为疫情控制提供了更加可靠的依据。文档编号G06F19/00GK102222163SQ201110137789公开日2011年10月19日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日专利技术者关彩虹, 刘峰, 周学志, 徐莉, 王新明, 符天保, 黄顺祥 申请人:中国人民解放军防化指挥工程学院本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．具有免疫期且受季节影响的传染病疫情预测方法，其特征在于，该方法是通过如下步骤实现的：步骤一、将人群分为四个流行病学类：易感者、潜伏期者、发病者、治愈者，其中治愈者在免疫期内不属于易感者，假设人口处于动态平衡态，总人数为１，不考虑人口自然出生、死亡以及人口迁移情况，易感者、潜伏期者、发病者、治愈者分别占总人数的比例记为：Ｓ、Ｅ、Ｉ、Ｒ，它们均为时间的函数；步骤二、用κ１、κ２分别表示潜伏期者、发病者的传染率，也为时间的函数；根据具有免疫期且受季节影响的典型传染病－流感疫情发展分布特征，设季节对传染率影响在１年中满足正态分布，其表达式为κ０１、κ０２是潜伏期者和发病者的基本传染率，跟人口密度有关，χ１、χ２分别为潜伏期者和发病者的季节影响系数，σ为疫情预测值与实际值的方差，ｄ０为感染高峰期，其中κ０１、κ０２、χ１、χ２、σ、ｄ０都是根据以往的数据反演得到的；Ｄ１表示潜伏期，Ｄ２表示发病期，Ｄ３表免疫期，对于某一固定的传染病Ｄ１、Ｄ２和Ｄ３都视为常数；步骤三、当ｔ＝０时，Ｓ＝Ｓ０，Ｅ＝Ｅ０，Ｉ＝Ｉ０，Ｒ＝Ｒ０，Ｓ０、Ｅ０、Ｉ０、Ｒ０分别为初始时间ｔ＝０时易感者、潜伏期者、发病者和治愈者的人数；１）易感者比例的变化率可以用式（１）表示：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）ｄＳ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｋａｐｐａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ＳＥ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｋａｐｐａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ＳＩ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（ｍｏ）／（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）其中，κ１ＳＥ，表示潜伏期者受感染转化为易感者的变化率，κ２ＳＩ表示发病者受感染转化为易感者的变化率，Ｒ／Ｄ３表示治愈者转化为易感者的变化率；２）潜伏期者比例的变化率可以由式（２）表示：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）ｄＥ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｋａｐｐａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ＳＥ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｋａｐｐａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ＳＩ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｅ（／ｍｉ）?（ｍｏ）／（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）其中，Ｅ／Ｄ１表示潜伏期者转化为发病者的变化率；３）发病者比例的变化率可以由式（３）表示：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）ｄＩ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｅ（／ｍｉ）?（ｍｏ）／（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）／（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）其中，Ｉ／Ｄ２表示发病者转化为治愈者的变化率；４）治愈者比例的变化率可以由式（４）表示：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）ｄＲ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）／（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（ｍｏ）／（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）４（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏ...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄顺祥，刘峰，徐莉，王新明，关彩虹，符天保，周学志，
申请(专利权)人：中国人民解放军防化指挥工程学院，
类型：发明
国别省市：11
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