资源下载地址：https://download.csdn.net/download/sheziqiong/85734120
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疫情传播模拟系统

一、疫情报告

背景介绍

​ 为研究新冠病毒在人群中的传播情况，讨论各种防疫措施（佩戴口罩，限制出行，增加医院以及救治速度）对疫情传播的影响。从个人、政府、医疗的三个方面讨论疫情的传播。

技术栈

• 前端

  采用了简单的html+javascript+boostrap编写前端页面和小动画。

• 后端

  ​ 结合了python的flask web框架进行前后端数据的交互，前端模拟完成返回json数据，利用python的document库以及绘图库绘制了简单的报表。

代码运行

项目录下运行cmd

pip install -r requirements.txt安装python依赖

运行python app.py

建模思路

具体规则

单个小球模拟为一个人，小球直径为30px长度，当两人距离为两个身位60px或者发生碰撞时，此时可能发生感染事件。其中，蓝色代表潜伏期，红色代表已经感染，棕色不移动代表死亡，黄色代表此时已康复拥有抗体，黑色代表健康未感染。

参数设置

​ 未戴口罩且与潜伏期的人距离过近或发生碰撞时：有抗体1%感染几率，无抗体5%感染几率。

​ 未戴口罩且与感染期的人距离过近或发生碰撞时：有抗体5%感染几率，无抗体30%感染几率。

​ 戴口罩且与潜伏期的人距离过近或发生碰撞时：有抗体0.3%感染几率，无抗体1%感染几率。

​ 戴口罩且与感染期的人距离过近或发生碰撞时：有抗体3%感染几率，无抗体15感染几率。

​ 人群可能发生聚集，当小球之间长时间距离过短时候，发生感染的概率自然会大幅度上升。人群移动为随机移动，一共设置为5档。医院开启之后，设置收容速度为3档（慢中快），每次收容数量为5人，医院容纳数量可自主设置。

模型建立

根据上述规则，用JavaScript进行程序编写，并实现了数据的可视化。

综合考虑程序效率、运行时间，我们的网格采用813*830（单位：px）。

运行之后，会返回一份报表，我们主要观察分析感染人数、潜伏人数，死亡人数随着时间的变化。

二、基本数据

初始感染人数：50
初始人群数量：60
人群聚集状态：聚集关闭
人群移动速度：5 档（共五档）
是否佩戴口罩：否
是否开启医院：医院开启
医院容纳数量：20
医院收纳速度：1 档（最慢速度）

根据国家统计局以及相关论文的数据统计，模型参数设置为：
单个小球模拟为一个人，小球直径为 30px 长度，当两人距离为两个身位 60px 或者发生碰撞时，此时可能发生感染事件。其中，蓝色代表潜伏期，红色代表已经感染，棕色不移动代表死亡，橙色代表此时已康复拥有抗体，黑色代表健康未感染。
·当未戴口罩时：潜伏期有抗体 1% 感染几率。潜伏期无抗体 5% 感染几率。感染期有抗体 5% 感染几率，感染期无抗体 30% 感染几率。
·当佩戴口罩时：潜伏期有抗体 0.3% 感染几率。潜伏期无抗体 1% 感染几率。感染期有抗体 3% 感染几率，感染期无抗体 15 感染几率。
人群可能发生聚集，当小球之间长时间距离过短时候，发生感染的概率自然会大幅度上升。人群移动为随机移动，一共设置为 5 档。医院开启之后，设置收容速度为 3 档（慢中快），每次收容数量为 10 人，医院容纳数量可自主设置。

三、数据分析

红色-当前感染人数 蓝色-当前潜伏人数 绿色-当前死亡人数
反应此时横坐标时间点的疫情情况

红色-累计感染人数 蓝色-累计潜伏人数 绿色-累计死亡人数
反应此时横坐标时间点累计一共的疫情情况

总人数：110
死亡人数：31

总人数：110
感染人数：78

四、数学模型

结果分析

• 佩戴口罩对疫情传播的影响

​ 由上述结果来看，新冠疫情当中，人们通过戴口罩降低传染概率这一举措是非常有效的。在医院救治较慢和不限制出行的条件下 ，佩戴口罩时，感染率约为16.7%，不佩戴口罩，感染率可达34.9%，死亡率可达4.3%，死亡率和感染率明显上升，感染率为不佩戴口罩时的一倍左右。

• 限制出行对疫情传播的影响

​ 由上述结果可知，限制出行是三种方法中最有效的控制疫情传播的方法， 如果不降低人群流动的速度，允许人群聚集，大大增大了病毒传播的机会，感染率可高达到46.1%，死亡率也可高达为18.5%。而在限制出行和禁止人群聚集的条件下，感染率为15.4%，死亡率为6%。在可视化模拟过程中也可以直观地看到两种情况的差别，前者在规定区域内存在大面积的绿色小球（表示死亡），后者在规定区域内多数为黑色小球（表示健康的人），说明在防控疫情的任何阶段，都要特别注意人群的流动，如果不对出行进行限制，疫情很可能会在短期时间内快速传播，造成严重后果。

• 医院收纳速度，救治速度，容量对疫情传播的影响

​ 医院收纳速度，救治速度，容量对于疫情传播也有很大的影响，医院收纳救治速度很低，容量较小，死亡率可达20.3%，感染率可高达43.3%，在医院收纳救治速度很快且容量充足的情况下，死亡率1.9%左右，感染率为2.8%左右。可以看出，医院的防疫水平在防疫中起着重要作用，如果做到有病快速就医，医院设备先进，治疗水平较高，那么可以大幅度降低感染率和死亡率。

• 综合

  积极的采取各种防疫措施，例如佩戴口罩，减少出行，避免人群聚集，及时就医可以显著的降低疫情传播速度，死亡率可低至1.9%，感染率低至2.8%。若不采取措施，医疗技术和设备落后的情况下，死亡率可高达22.5%，感染率高达41.8%。

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