西浦學(xué)者利用SARS建模方法預(yù)測新冠疫情發(fā)展

?智能總結(jié)西交利物浦大學(xué)?學(xué)者依據(jù)疫情數(shù)據(jù)由傳染病模型在2月6日做出的預(yù)測顯示,中國大陸除湖北以外地區(qū)的新冠肺炎新增確診數(shù)將在3月10日前后降至0。
【MBAChina網(wǎng)訊】西交利物浦大學(xué)學(xué)者依據(jù)疫情數(shù)據(jù)由傳染病模型在2月6日做出的預(yù)測顯示,中國大陸除湖北以外地區(qū)的新冠肺炎新增確診數(shù)將在3月10日前后降至0。該模型不考慮輸入風(fēng)險(xiǎn),是僅對本土社群疫情發(fā)展做出的預(yù)測。 17年前,時任北京大學(xué)金融數(shù)學(xué)系主任的王鐸教授運(yùn)用傳染病數(shù)學(xué)模型成功預(yù)測了SARS(嚴(yán)重急性呼吸綜合征)新增確診數(shù)降至0的日期;而今,任教于西交利物浦大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)系的王鐸教授再次啟用這個模型,從1月份起持續(xù)對新冠疫情數(shù)據(jù)進(jìn)行追蹤分析,并基于模型對除湖北以外中國大陸地區(qū)新增確診數(shù)歸零的日期進(jìn)行了預(yù)測。王教授介紹道,在對SARS時期模型進(jìn)行微調(diào)的基礎(chǔ)上,他與中國人民大學(xué)金融大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室主任王鶴菲教授一起,利用國家衛(wèi)健委發(fā)布的數(shù)據(jù)對新冠肺炎的疾病傳播情況進(jìn)行研究。針對新冠疫情趨勢的預(yù)測基于2月上旬收集的數(shù)據(jù),到目前為止保持著較高的準(zhǔn)確性。

(藍(lán)色圓點(diǎn)表示截至2月29日的新冠肺炎確診病例數(shù)。據(jù)模型預(yù)測,除湖北以外中國大陸地區(qū)的新增病例數(shù)將于3月10日前降至0。)該模型的預(yù)測基于1月23日起國家衛(wèi)健委發(fā)布的數(shù)據(jù),涵蓋了中國大陸除湖北以外的所有省份。
王教授解釋道,之所以將湖北省排除在外,是因?yàn)橐咔閭魅韭逝c其他地區(qū)不同。 王教授說,模型運(yùn)行十天左右,得出了“穩(wěn)定而一致的參數(shù)估計(jì)結(jié)果”,也就是說,2月6日擬合得到的參數(shù)可以用于預(yù)測疫情的發(fā)展趨勢。 “根據(jù)截至2月6日的數(shù)據(jù),我們預(yù)測中國大陸除湖北以外地區(qū)每日新增病例數(shù)在2月2日達(dá)到頂峰后將持續(xù)下降,并于2月17日下降到100以下?!蓖踅淌谡f,“從事實(shí)來看,預(yù)測比較準(zhǔn)確。新增病例數(shù)頂峰實(shí)際出現(xiàn)在2月3日;而在2月17日當(dāng)天,新增病例數(shù)確實(shí)降到了100以下?!贬槍ARS和新冠疫情,王教授采用的都是經(jīng)典的SIR模型,該模型在傳染病研究中應(yīng)用廣泛。
“該模型建立在一組微分方程的基礎(chǔ)上,描述了人口中三類人群之間的動態(tài)關(guān)系:易感人群、感染人群和排除人群?!蓖踅淌诮忉尩?。2003年SARS爆發(fā)時,王鐸教授擔(dān)任北京大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院金融數(shù)學(xué)系主任,他的研究專長是常微分方程和動力系統(tǒng)。“當(dāng)時我正處于疫情的中心——北京,于是決定試試SIR這個經(jīng)典的傳染病數(shù)學(xué)模型。許多人都使用這個模型做研究,然而關(guān)鍵在于參數(shù)估計(jì)——因?yàn)檫@個微分方程組沒有顯式解,做預(yù)測只能做數(shù)值分析?!蓖踅淌谡f。當(dāng)時,王教授和學(xué)生們運(yùn)用SIR模型的一個近似公式,對SARS新確診病例數(shù)進(jìn)行了參數(shù)估計(jì)。該模型把受感染的醫(yī)護(hù)人員從數(shù)據(jù)中排除了,王教授認(rèn)為這點(diǎn)很重要:“因?yàn)獒t(yī)護(hù)人員和大眾的病毒傳播率很可能是不同的,而SIR模型假設(shè)其覆蓋的三類人群中的所有人都分別具備該類別人群的共同特點(diǎn)?!蓖踅淌趫F(tuán)隊(duì)跟蹤了SARS疫情從2003年4月23日至5月15日的發(fā)展,然后于5月17日在北大醫(yī)學(xué)院一次有關(guān)SARS的特別會議上提交了一篇關(guān)于該模型的論文。
據(jù)該模型預(yù)測,SARS新增確診數(shù)將會在6月15日至18日期間降至0。王教授回憶道,當(dāng)時這個結(jié)論許多人都不太相信?!拔覀兊哪P皖A(yù)測SARS疫情將在6月中旬以后不再有新增病例,這個結(jié)論在當(dāng)時看上去是很大膽的,很多人不太相信疫情會如此發(fā)展?!蓖踅淌谡f,“然而SARS疫情確實(shí)是在那年的6月中旬以后就沒有新增病例了,這證明了我們的預(yù)測方法是有效的?!贝藭r,距北京大學(xué)學(xué)報(bào)醫(yī)學(xué)版接受王教授關(guān)于SARS疫情分析的論文已過去一個月了。針對新冠疫情的模型預(yù)測,王教授補(bǔ)充道,一些因素的改變可能會影響模型的預(yù)測結(jié)果?!拔覀儗δP皖A(yù)測持謹(jǐn)慎態(tài)度,因?yàn)槿杂写笈藛T尚未復(fù)工,這可能會影響病毒感染的態(tài)勢。當(dāng)然,在當(dāng)前嚴(yán)格的防疫措施之下,第一波復(fù)工人群返回工作地后并未出現(xiàn)傳播率增加的情況?!?/p>
王教授說。“此外,模型假定的是一個封閉的社群。而在過去幾周內(nèi),其他一些國家也出現(xiàn)了新冠疫情爆發(fā)的情況。為防止疫情反彈,我們必須繼續(xù)推行當(dāng)下嚴(yán)格的防疫措施?!弊詈螅踅淌趶?qiáng)調(diào),盡管根據(jù)模型預(yù)估,大陸除湖北以外地區(qū)新冠肺炎新增確診病例數(shù)再過約一周時間就有望降至0,但模型與預(yù)測結(jié)果都不是固定不變的?!爱?dāng)新增確診病例數(shù)變小之后,預(yù)測曲線向下走時出現(xiàn)波動的可能性就會更大?!蓖踅淌谡f,“我們想強(qiáng)調(diào)的是,目前針對新冠肺炎數(shù)據(jù)所做的工作還在不斷完善,隨著研究的推進(jìn),我們使用的模型和預(yù)測方法也有可能會隨之調(diào)整?!?/p>
(記者:Tamara Kaup 翻譯:韓香音 編輯:石露蕓)
(本文轉(zhuǎn)載自西浦國際商學(xué)院 ,如有侵權(quán)請電話聯(lián)系13810995524)
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