[发明专利]一种基于云计算的流行病监控系统

权利要求书

1.一种基于云计算的流行病监控系统，其特征在于，包括：医疗信息系统和云平台系统，

医疗信息系统，用于获取实时登记的流行病监控数据，并传输至所述云平台系统；

云平台系统，用于接收所述流行病监控数据，根据该流行病监控数据建立流行病传播模型，并根据所述流行病传播模型模拟流行病的传播爆发趋势，根据模拟结果计算流行病预警信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的流行病监控系统，其特征在于，

所述云平台系统包括数据接收模块、流行病传播模型建立模块、预测分析模块；

所述数据接收模块用于接收由所述医疗信息系统发送的流行病监控数据，其中所述流行病监控数据包括一种或多种流行病的监控数据，其中包括各种流行病在不同时间节点的新增病例数；

所述流行病传播模型建立模块用于根据所述流行病监控数据建立基于动态人口接触网络的流行病传播模型，或者根据新接收的所述流行病监控数据对流行病传播模型进行更新；

所述预测分析模块，用于根据所述流行病传播模型对流行病传播爆发趋势进行预测，并对预测结果进行分析，输出分析结果。

3.根据权利要求2所述的一种基于云计算的流行病监控系统，其特征在于，所述流行病传播模型建立模块包括：

接触网络建模单元，用于根据接收的流行病监控数据建立/更新所述动态人口接触网络；

传播模型建模单元，基于所述动态人口接触网络以及所述流行病监控数据，构建针对不同流行病的传播模型。

4.根据权利要求3所述的一种基于云计算的流行病监控系统，其特征在于，所述接触网络建模单元，包括：

将待确定的动态人口接触网络表示为张量M∈R^G×G×T的形式，其中动态人口接触网络的空间模式表示为空间R^G×G×T的基底动态人口接触网络的时间模式表示为基底的组合系数W＝(w₁,…,w_R)；

基于人口普查数据构建包含多个场景的虚拟社会，并基于所述虚拟场景计算各个场景中各虚拟个体之间的接触概率，构成所述动态人口接触网络的空间模式

根据一种或多种流行病监控数据以及相关的病理学参数，结合动态人口接触网络构建用于获取动态接触网络时间模式的优化目标函数，对该优化目标函数进行拟合参数优化，估计出所述动态人口接触网络的时间模式W＝(w₁,…,w_R)；

基于获取的所述动态人口接触网络的空间模式和时间模式建模最终动态人口接触网络；

以及

所述云平台系统还包括数据库模块，所述数据库模块存储所述人口普查数据，供所述接触网络建模单元调用。

5.根据权利要求4所述的一种基于云计算的流行病监控系统，其特征在于，所述接触网络建模单元中，根据一种或多种流行病监控数据以及相关的病理学参数，结合动态人口接触网络构建用于获取动态接触网络时间模式的优化目标函数；其中构建的优化目标函数包括：

其中

U和V满足

式中，N表示流行病监控数据中的流行病种类数，T表示流行病监控数据所对应时间窗的长度，表示流行病监控数据中第i种流行病在t时刻不同年龄组的新增病例数，P表示总人口数，A_i和C_i分别表示第i种流行病中两个基本的流行病学参数，分别表示未感染者的易感程度和已感染者的感染能力，U_r和V_r表示虚拟场景r下的特征矩阵，其中U_r和V_r∈R^G，即和表示各虚拟场景的特征矩阵；表示t'时刻虚拟场景r下的接触强度变化量，其中为对w_r的系数表示，w_r(t)表示t时刻r场景内的接触强度；表示人口接触结构的时间模式的系数表示矩阵，Ω₁,…,Ω_R表示基底矩阵中具有数据项的位置，ε表示松弛参数，表示r场景下年龄组u和年龄组v之间的接触概率；

采用参数优化算法优化上述目标函数，估计出优化参数U，V，并将获取的作为所述动态人口接触网络的时间模式。