摘 要

近年来，随着医疗水平的提高，人口基数的增大，各种传染病也开始增多，基本过几年就会爆发一场急性传染病，例如前几年的埃博拉，MERS等。而各种慢性传染病也一直在危害着世界各国人民的健康，比如让人们闻风丧胆的艾滋病，还有从古至今，甚至到现在仍然存在的肺结核。对付这些传染病最有效的方式就是疫苗，但是疫苗的研制周期过长，而且需要大量的研发经费。对于急性传染病，疫苗的作用并不大，预防才是最有效的手段。

切断传播路径能有效预防传染病的传染，传染病模型在其中起到了不可小觑的作用。因此，传染病模型的建立也是人们始终研究的内容。传染病模型不仅可以动态可视化的模拟传染病的传播，让人们通过模型更加了解，还能够对各种预防措施的效果进行模拟，以得出最有效的解决方案。

本文从新冠肺炎的角度出发，建立类似新冠肺炎这种急性传染病的传播模型，并加入各种预防手段，对其进行分析。旨在使人们直观的感受传染病的传播，能够通过各种方式保护自己，相信专家所提倡的措施的有效性，可行性。并由现阶段的传播情况，以及目前已采取的措施，对该病后期的传播，拐点的出现，总患病人数，死亡人数等进行预测。

关键词：传染病模型；模拟传播；预测趋势

Abstract

In recent years, with the improvement of medical treatment and the expansion of population base, all kinds of infectious diseases have begun to increase, and an acute infectious disease will basically break out in a few years, such as ebola and MERS in previous years. Chronic infectious diseases such as AIDS, which is feared, and tuberculosis, which has existed since ancient times and even today, continue to threaten the health of people around the world. Vaccines are the most effective way to fight these infections, but they take too long and require too much research and development money. For acute infectious diseases, the vaccine is not very effective, prevention is the most effective means.

Cutting off the transmission path can effectively prevent the spread of infectious diseases, in which infectious disease model plays a significant role. Therefore, the establishment of infectious disease model is also the content that people always study. The infectious disease model can not only dynamically and visually simulate the spread of infectious diseases, so that people can have a better understanding through the model, but also simulate the effect of various preventive measures to get the most effective solution.

In this paper, from the perspective of COVID-19, the transmission model of this acute infectious disease, similar to COVID-19, was established, and various preventive measures were added to analyze it. The aim is to make people intuitively feel the spread of infectious diseases, to protect themselves in a variety of ways, believe in the effectiveness and feasibility of the measures advocated by experts. And by the current situation of transmission, as well as the current measures have been taken, the late spread of the disease, the emergence of the inflection point, the total number of patients, the number of deaths were predicted.

Key Words: Infectious disease model; Analog propagation; Predict trend

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 传染病模型分析研究现状 2

1.3 研究目标及内容 3

1.4 技术路线 4

第2章 传染病动态模型建立 5

2.1无人为干预的自然模型 5

2.1.1 病毒自身变量 5

2.1.2 物种自身变量 5

2.1.3 数据模型使用说明 5

2.2 存在人为行为的社会模型 6

2.2.1 个人防护措施 6

2.2.2 医疗系统干预 7

2.2.3 存在人为行为的社会模型使用说明 7

第3章 模型数据拟合分析 8

3.1 自然变量的影响 8

3.1.1 病毒潜伏期影响趋势 8

3.1.2 病毒致死率影响趋势 8

3.1.3 人口密度影响趋势 9

3.1.4 人口结构（易感人群占比）影响趋势 10

3.2 人类社会活动影响趋势 11

3.2.1 佩戴口罩影响趋势 11

3.2.2 自我居家隔离影响趋势 12

3.2.3 医疗系统干预影响趋势 13

第4章 结论与展望 15

4.1 结论 15

4.2 展望 15

参考文献 17

致谢 19

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

近20年来，多种传染病席卷全球，非典、MERS、埃博拉、流感等都给全世界各国家和地区造成了巨大的人员伤亡及经济损失，特别的于2020年初爆发的新型冠状肺炎，已造成全球数百万人感染，死亡人数超数十万，成为世界史上影响最大的传染病，对世界经济造成的损失更是难以估量。对于落后地区，尤其是像非洲各国，印度等国家更是缺乏抵抗这种重大传染病的能力，在疫情下，岌岌可危。通过我国次的新冠肺炎疫情中的应对工作，可以观察发现对于重大传染病及时处理预防，采取合理措施阻碍病毒传播，加强社会对于重大传染病预防基本概念的认知对防疫工作至关重要。因此，从疫情防控工作为根本出发点，本文通过建立传染病传播模型，通过可视化的的数据模型模拟传染病的传播过程^[1]，并通过改变病毒传播过程中自身的基本参数以及社会防疫应对措施的相关参数，探究此类参数对病毒传播的具体影响趋势，为疫情防控工作提供理论数据支持。

新型冠状肺炎肺炎于2019年十二月在中国发现，到一月时的大规模爆发，传播速度非常迅速^[2]，并且由于时值春节，大量的人口流动极大地扩大了病毒传播范围，为防疫工作极大的的困难，同时也由于传播面积的巨大，各地防疫工作难以统一进行，造成了防疫工作的缓慢推进。中国经历过非典的侵略，同时积累了大量应对经验，例如采取的方舱医院措施、对新冠肺炎患者应收尽收的政策，都极大的控制了新冠肺炎的传播。但同时，我们也发现在防疫工作过程中，存在的诸多不足，对于武汉地区的疫情，由于早期错误估计形势而造成了病毒的迅速大量传播，同时在防疫过程中仍然依靠大量人力完成疫情统计工作，难以及时追踪疫情实时状况，特别对于我国国土面积广阔，依靠人力资源的疫情防控工作难以全面普遍，也会分担大量医疗防护资源。但同时，各类计算机技术在本次疫情防控中已经开始承担部分工作，利用各类大数据技术，实时统计感染人数及区域分布，合理安排各类人力物力资源，最重要的是依据现有数据对疫情做出合理预测，让相应单位做出跟合理的疫情准备工作，可以避免在本次疫情中出现的因工作安排不合理造成的延误情况。在各类技术中，在为常见的为人工模拟传染病数据模型，在本次疫情中，诸多研究人员也做出了相应数据模型^[3]，为疫情防控提供了帮助。