[发明专利]一种新冠肺炎的重大传染病传播风险预警及防控分析系统

权利要求书

1.一种新冠肺炎的重大传染病传播风险预警及防控分析系统，其特征在于，包括：

传播模型搭建模块，用于划分传染病爆发区域内的人群状态，并根据传染病的病理特征建立不同人群状态之间的状态转移关系，搭建传染病传播动力学模型；

模型求解模块，输入疫情传播历史数据，通过参数辨识优化方法求解传染病传播动力学模型，输出传染病扩散程度随时间的变化关系；

传播风险预警模块，用于根据传染病扩散程度随时间的变化关系评估传染病爆发区域内在传播规模、传播峰值和传播峰值时间三个维度方面的传播风险，并输出传播风险预警信息；

风险防控分析模块，用于分析不同参数变化对传染病传播风险的灵敏度，并输出传染病传播风险防控措施。

2.根据权利要求1所述的一种新冠肺炎的重大传染病传播风险预警及防控分析系统，其特征在于：所述传播模型搭建模块中，按照以下方式处理：

步骤1.1、结合COVID-19表现出的新的传播特点，将人群划分为8种状态，包括：易感染者、未隔离潜伏期感染者、已隔离潜伏期感染者、确诊感染者、无症状感染者、确诊治愈者、无症状治愈者、病死者；

步骤1.2、基于步骤1.1中划分的人群状态，根据传染病的病理特征建立不同人群状态之间的状态转移关系；

步骤1.3、基于步骤1.2中的不同人群状态之间的状态转移关系，搭建以下传染病动力学模型：

式中，S(t)、E(t)、Q(t)、I(t)、A(t)、R(t)、F(t)、D(t)、cI(t)分别为t时刻易感染者、未隔离潜伏期感染者、已隔离潜伏期感染者、现存确诊感染者、无症状感染者、累计确诊治愈者、累计无症状治愈者、累计病死者、累计确诊感染者的人数；N为人口总数；t为时间序数；β为疾病传染率，即一个未隔离感染者在单位时间Δt内平均接触并传染的数量；κ为潜伏期感染者被提前隔离的概率；α₁为未隔离潜伏期感染者的确诊速率；α₂为未隔离潜伏期感染者的隔离速率；α₃为已隔离潜伏期感染者的确诊速率；α₄为治愈者转变为易感人群的转移速率；μ为治愈者转变为易感人群的概率；θ为潜伏期感染者转变为无症状感染者的概率；ρ为感染者的治愈概率；γ_A为无症状感染者的康复速率；γ为感染者的治疗速率。

3.根据权利要求1所述的一种新冠肺炎的重大传染病传播风险预警及防控分析系统，其特征在于：所述模型求解模块中，按照以下方式处理：

步骤2.1、建立参数辨识优化模型，目标为参数辨识优化模型的计算模拟值与疫情传播历史数据之间的偏差最小：

式中，I^*(t)、R^*(t)、D^*(t)、cI^*(t)分别表示t时刻的现存确诊病例数、累计治愈病例数、累计死亡病例数和累计确诊病例数；

步骤2.2、基于步骤2.1中的参数辨识优化模型，输入疫情传播历史数据，针对传染病不同传播阶段，利用马尔可夫链蒙特卡洛算法求解得到传染病各传播阶段内的间接参数值，包括：染病传播各阶段内未隔离潜伏期感染者被提前隔离的概率κ、疾病传染率β、感染者治疗速率γ、感染者治愈概率ρ；

步骤2.3、将步骤2.2中的间接参数值，代入步骤1.3中的传染病动力学模型，求解得到传染病扩散程度随时间的变化关系。