面向城市内传染病防控的元种群传播网络推断
社会与信息网络
2018-06-26 v1 物理与社会
摘要
自21世纪以来，SARS（2003年）、H1N1（2009年）和H7N9（2013年）等传染病的全球暴发已成为对公共健康的重大威胁，也是政府挥之不去的噩梦。因此，理解大规模元种群中的传播并预测未来暴发，对传染病防控至关重要。文献中已有大量关于城市内传染病传播建模的研究，但均基于单种群假设（同质性）。然而，近期一些元种群传播工作侧重于寻找特定人群移动物理网络来近似疾病传播网络，其拟合不同疾病的普适性无法保证。本文主张城市内传染病传播应在元种群基础上建模，并为此提出一种两步法。第一步是通过推断潜在的疾病感染网络来理解传播系统。为此，我们提出一种称为DPRI的新型网络推断模型，该模型将个体网络无损地约简为子种群网络，并引入幂律分布先验与数据先验以提升性能。第二步是通过将经典SIR模型扩展为允许任意两个子种群间访客传播的元种群SIR模型来预测疾病传播。我们的模型在中国深圳市关于空气传播疾病的真实临床报告数据集上得到了验证。结合扩展SIR模型的DPRI模型在网络推断、感染预测和暴发模拟等多项任务中均表现出优越性能。
引用
@article{arxiv.1806.08978,
title = {Inferring Metapopulation Propagation Network for Intra-city Epidemic Control and Prevention},
author = {Jingyuan Wang and Xiaojian Wang and Junjie Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.08978},
year = {2018}
}