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想預測Delta怎麼傳播 「超級模型」不可不知

一張人際互聯圖。(該圖片由Gordon Johnson在Pixabay上發布)

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【大紀元2021年09月07日訊】(大紀元記者劉淇晴新西蘭編譯報導)在每日的疫情簡報會上,總幹事等人總會提到一個「R值」,即根據最新的建模結果,R值小於1的概率目前是多少。

自去年Covid-19爆發以來,政府就在利用建模數據預測病毒擴散程度,例如介紹病例曲線是不是被拉平了。但今年的說法已經不一樣了。

據NZ Herald報道,實際上一年半以來,新西蘭科研團隊所用的建模也在不斷更新換代,且在疫情開始的六個月內,奧克蘭大學 Te Pūnaha Matatini 的一個數據科學家團隊,還建成了一個新的「超級模型」——「網絡傳染(network contagion)」模型。

例如,在全國隨便選一個城鎮的一個社區,假設其中出現一個Covid-19病例。

然後從這一點開始,Covid-19隨著該病例的腳步,蔓延到當地的學校、工作場所等地,然後每個地點的Covid-19都隨著新病例繼續蔓延,最終演變成一個密集的感染網絡。

實時對這幅難以置信的複雜畫面進行觀察,並模擬出4級封鎖、病毒檢測、接觸者追蹤的干預條件,觀察畫面變化情況,正是目前科學家通過運行超級計算機,正在做的事情。

但新西蘭最開始的病毒預測模型則與之不同。

最初研究人員所用的傳統模型被稱為「確定性隔間模型」(deterministic compartment models),預測出若不採取任何控制措施,新西蘭可能有數萬人死亡。

這種傳統模型不僅能計算出病毒在人群中傳播的一般情況,還能假設南北島任何地方的兩個陌生人,可能某一天會遇到一起並互相感染。

這種模型就像將牛奶倒入一杯咖啡中攪拌,使其立即混合,但因為過於簡單且與現實情況有差距,後來讓專家用一種更複雜的模型取代,即「隨機分支過程」(stochastic branching process)。

這種模型輕巧,運行速度也快,還包含隨機效應,為病毒的傳播提供出更準確的成像,目前仍在使用。

該模型還能反向推演,例如算出若此次疫情4級封鎖推遲3週才實行,或會導致 200 人死亡,12,000 人感染,同時消除病毒的可能性將會降至 7%。

衛生總幹事說的R值小於1的概率是多少,就是根據這種模型算出來的。

但實際上,還是最開始介紹的「網絡傳染」模型更「聰明」。

該模型的建模團隊負責人Dion O’Neale 博士說,這種模型能模擬出一種感染的交互環境,即模型能把所遇到的兩個人可能在何種場合下感染模擬出來,例如他們在同一工作場所或住所有交集。

這種模型還能加入更多影響計算結果的變量,例如病毒所在地區的家庭有幾代人一起住,年齡、種族、性別等方面有何特點。某一個變量變了,可能建模的結果就會不同。

這種模型能根據該地區人們的工作地、每天走多遠、被追蹤到之前病毒已經傳到哪裡等具體推演結果,指導官員做出更有效的干預措施。

報道指出,至關重要的是,這種傳染模型不會假設新西蘭任何地方的任何人個人資料都一樣,從而可以避免一種「數據陷阱」。

模型中的個人是與新西蘭500萬人口的範圍,以及人口的不同交互模式相匹配,數據主要來自新西蘭統計局的個人級交互網絡數據集,即綜合數據基礎設施(Integrated Data Infrastructure,簡稱IDI),以及一些學校名冊信息、電子支付記錄、通勤數據、手機位置數據等等。

所有信息都為匿名,人們的個人數據不會被訪問。

而呈現的數據意味著,官員們可以在他們控制病毒傳播時,獲取高度詳細的圖片,近乎是實時的變化。

據報道,在此次疫情之前,建模人員就在利用該模型預測知識如何在就業網絡中傳播,並在繼續開發其它方面的應用。

責任編輯:藍克

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