基于模拟的大学校园课堂传播导致 COVID-19 扩散的分析

空气传播现在被认为是 COVID-19 传播的主要途径。我们研究了大学校园中举办线下课堂相关的空气传播风险。我们利用了一个封闭房间内空气传播风险的模型，该模型考虑了房间的换气率、口罩效率、居住者的初始感染概率以及居住者的活动水平。我们引入并用于评估一个度量 $R_0^{eff}$，它表示一周内由于课堂互动发生的新感染数与该周开始时感染个体数的比值。这可视为众所周知的 $R_0$ 再生数度量的替代，但范围限于课堂互动并按周计算。模拟考虑了周内学生之间重复课堂互动的可能性。我们呈现的模型预测使用了一所大型美国大学 2019 年秋季和 2020 年秋季的课程注册数据生成，使我们能够评估线下与混合模式之间传播风险的差异。我们量化了降低占用率和口罩效能等参数的影响。我们的模拟表明，普遍使用口罩可使课堂互动产生的新感染减少约 $3.6\times$。将 90% 的课程移至线上可导致新病例减少约 $18\times$。通过混合课程将课堂占用率降至 20%，可进一步使新感染减少约 $2.15-2.3\times$。