一种通用传染病模型及其在考虑不同口罩偏好下的口罩设计中的应用
物理与社会
2023-05-30 v1 统计力学
摘要
尽管大多数口罩对个人防护效果有限,但它们对集体防护有多有效?如何从集体动力学的角度启发口罩设计?在本文中,我们假设人群中存在三种偏好:(i)从不戴口罩;(ii)当且仅当感染时才戴口罩;(iii)始终戴口罩。我们在易感-感染-恢复(SIR)模型框架内研究开放系统中的传染病传播。我们分别使用基于智能体的蒙特卡洛模拟和平均场微分方程来研究该模型。三元热力图显示,戴口罩始终有利于遏制疫情传播。基于该模型,我们从集体动力学的角度研究了不同口罩设计的潜在意义。结果表明,在大多数参数空间中,增强口罩从面部向外部的过滤性更为有效,因为其作用于具有偏好(ii)和(iii)的个体。然而,当始终戴口罩的个体比例达到一个临界点时,增强从外部到面部的过滤性变得更加有效,因为出现了一个隐藏的现实:感染者变得过少,无法充分利用其从面部到外部的过滤性。
引用
@article{arxiv.2301.10202,
title = {A general epidemic model and its application to mask design considering different preferences towards masks},
author = {Chaoqian Wang and Hamdi Kavak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.10202},
year = {2023}
}
备注
Complexity, 2022