系统仿真学报 ›› 2020, Vol. 0 ›› Issue (0): 0-.

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大局稳定、局部冒泡,应对疫情应做好持久战的准备——利用计算实验进行疫情间复工复学风险分析

陈彬、艾川、马亮、杨泽、朱正秋、陈海亮、朱蒙娜、邱晓刚   

  1. 国防科技大学系统工程学院平行仿真课题组
  • 出版日期:2020-02-24 发布日期:2020-02-24

  • Online:2020-02-24 Published:2020-02-24

摘要: 2020年伊始,由新型冠状病毒肺炎(COVID-19)引起的疫情在祖国大地上肆虐,到2月23号为止,目前共有确诊病例77041,疑似病例4148,死亡人数2445。相较于非典和H1N1,此次疫情凸显出了该病毒传播性更强的特征。首先是疾病的潜伏期飘忽不定(1-24天)、潜伏期传染性强、部分患者染病后无症状,这导致难以“早发现”;其次是检测(核酸检测)结果不稳定,康复之后仍可能有传染性,很难界定康复人群,部分医务工作者称之为“流氓病毒”。从疫情开始,就有诸如德国哥廷根大学于晓华教授等学者对疫情的扩散过程进行了预测,并给出了诸多建议和结论。但是这些预测大多属于基于经验公式的数据拟合模型,从宏观传播人数等角度给出了疫情的发展趋势。这对于应急响应措施等级的确定有意义,但是对于精细化的处置方案设计就显得无能为力,特别是无法解决如何应对复工复学这类尚未发生或正在发生事件。课题组基于2009年对于北京H1N1疫情的计算实验的工作成果,对此次武汉疫情传播也展开了工作。包括构建武汉市人口地理模型,生成了具有1108.1万人口、198个街道办或社区的人工武汉;构造了包括家庭、同事、同学等能够形成接触网络的社会关系网络;利用仓室模型SEIR构造了基于病理学特征的新型肺炎传染病动力学模型;采用层级化地理环境模型来划分网格,利用多Agent仿真方法驱动个体在活动日志的指导下进行活动,演化疫情传播的过程;在全国目前进入复工复学关键阶段的背景下,如何进行应对和处置是政府目前最关注的问题。课题组在天河一号超级计算机上部署了千万级人口的“人工武汉”,针对复工复学可能涉及到的三类场所,16种措施展开了大样本计算实验。通过分析实验结果,发现由于病毒的“流氓”性,目前采取的检疫(体温监测等)、环境洗消、外来输入病例监控(外来人员核查)等措施由于不能甄别处于潜伏期和无症状病例,效果不佳;疫情的传播在疾控措施的控制下呈现波峰显著降低、不断反复的状态;而“人-人”传播仍是最主要的传播途径,“早隔离”仍旧是“抗疫”唯一有效的处置方法。但是“隔离”又和全面复工复学有矛盾,很难有学校和工作场所能够做到“一人一室”和“工作零接触”。因此,基于目前政府的强力措施,复工复学后大的疫情不会再度出现,但是小的疫情事件会不断出现,形成在大局稳定下的一系列“局部冒泡”事件。特别是在学校、工厂、监狱等集体生活的环境中,人群规模越大,集体生活规律越强,其疫情持续时间越久,反复的次数越多,直至新冠病毒演化变异为低毒性的流感状肺炎。因此,对政府来说,复工复学的具体实施要精确慎重,疫情处置在相当长的一段时间内仍是中心工作,要做好持久战的准备,抓好“人-人”传播途径的关键点,建立高度敏感的潜在接触人群预警机制,提升疾控的韧性水平,将应急措施作用到局部疫情发生相变之前。