這篇文章給大家分享的是有關(guān)Python如何實現(xiàn)新型冠狀病毒傳播模型及預(yù)測的內(nèi)容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。
1.傳染及發(fā)病過程
一個健康人感染病毒后進入潛伏期（時間長度為Q天），潛伏期之后進入發(fā)病期（時間長度為D天），發(fā)病期之后該患者有三個可能去向，分別是自愈、接收隔離、死亡。
2.模型假設(shè)
潛伏期Q=7天，根據(jù)報道潛伏期為2~14天，取中間值；發(fā)病期D=10天，根據(jù)文獻報告，WHO認(rèn)定SARS發(fā)病期為10天，假設(shè)武漢肺炎與此相同；潛伏期的患者不具有將病毒傳染給他人的能力；發(fā)病期的患者具有將病毒傳染給他人的能力；患者在發(fā)病期之后不再具有將病毒傳染他人的能力；假設(shè)處于發(fā)病期的患者平均每天密切接觸1人，致使該人患病的概率為γ最初只有一個人類感染者；病情自然發(fā)展，沒有外部干擾。
3.模型公式
：人類感染該病毒的天數(shù)
: 第N天感染該病毒并且處于發(fā)病期的患者數(shù)量
： Q天前新被感染患者，當(dāng)日進入發(fā)病期的數(shù)量
： 當(dāng)日發(fā)病期滿，不再具有傳染能力的患者數(shù)量
4.模型初始值
根據(jù)假設(shè)，最初只有一個人類感染者，所以：
5.實際疫情數(shù)據(jù)
人類感染病毒且發(fā)病的初始日期：根據(jù)財新網(wǎng)的報道，官方通報首例不明原因肺炎是在12月8日，考慮到確診之前肯定已經(jīng)嘗試過各種治療方案無效后認(rèn)定為不明原因肺炎，所以有理由認(rèn)為該名患者在12月8日已經(jīng)處于發(fā)病期末端，根據(jù)假設(shè)發(fā)病期為10天，所以可以假設(shè)該名患者在11月29號發(fā)病，即N=1對應(yīng)11月29日。
日新增發(fā)病數(shù) 
近期疫情防控大事記：
從以上信息可以判斷核酸檢測試劑是在1月16日、17日大幅使用的，18日、19日確診大量病例，因此1月20日之前的確診病例數(shù)對模型參考意義不大。1月20日之后，可以認(rèn)為新發(fā)病例，發(fā)病即檢測。
截至1月20日24時，國家衛(wèi)健委公告累計確診病例291
截至1月21日24時，國家衛(wèi)健委公告累計確診病例440
截至1月22日24時，國家衛(wèi)健委公告累計確診病例571
截至1月23日24時，國家衛(wèi)健委公告累計確診病例830
截至1月24日24時，國家衛(wèi)健委公告累計確診病例1287
所以：
1月21日新增確診病例：440-291=1491月22日新增確診病例：571-440=1311月23日新增確診病例：830-571=2591月24日新增確診病例：1287-830=457
考慮到：
1月20日之后發(fā)病即檢測確診檢測用時2日國外新增病例在個位數(shù)，且不能保證發(fā)病即檢測等因素，暫不考慮新增病例應(yīng)該遞增，所以1月22日新增數(shù)據(jù)異常，舍去
使用上溯每日新增數(shù)據(jù),同時考慮到確診需要2天， 可以得到:
, 
, 
（ 
對應(yīng)11月29日 ）
6.擬合確定 
根據(jù)近期每日新增數(shù)據(jù)、模型初始值及模型公式，用最小二乘擬合得到 
7.預(yù)測
患者數(shù)量：根據(jù)上文確定的模型及參數(shù)，從11月29日（N=1）至1月27日（N=60）人群中累計處于發(fā)病期的人數(shù)如下圖所示：
根據(jù)模型，近期人群中患者數(shù)量計算如下：
人群中感染了病毒并處于發(fā)病期的患者數(shù)量，注意Pn一般需要延期2日才能確診
每日新增患者數(shù)量：
根據(jù)模型，近期人群中每日新增患者數(shù)量計算如下：
注意：圖中是人群中新增發(fā)病患者數(shù)量，可與晚2日的政府發(fā)布新增數(shù)量進行對比。即22日新增患者數(shù)量可與24日政府發(fā)布的新增病例進行對比。截至目前模型計算22日新增為369人，政府公布的24日新增病例457人
根據(jù)以上模型預(yù)計未來幾日的情況如下：
1月25日將新確診432例，人群中發(fā)病患者為4068人；
1月26日將新確診505例，人群中發(fā)病患者為4759人；
1月27日將新確診590例，人群中發(fā)病患者為5568人；
1月28日將新確診691例，人群中發(fā)病患者為6514人；
1月29日將新確診809例，人群中發(fā)病患者為7621人。
由于1月20日之后采取的各種措施，將導(dǎo)致發(fā)病期D下降，感染概率 下降，1月29日之后日均增長勢頭會減弱。
8.模型代碼
重慶分公司
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import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
gamma = 0.55
Q = 7
D = 10
P = np.zeros(300, dtype=np.float)
Psum = np.zeros(300, dtype=np.float)
for i in range(Q):
P[i] = 1
for j in range(300-Q):
P[j+Q] = P[j+Q-1]+P[j]*gamma
if j+Q-D-Q >= 0:
P[j+Q] -= P[j+Q-D-Q]*gamma
if j+Q == D:
P[j+Q] -= 1
plt.xlabel("N")
plt.ylabel("PN")
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
plt.plot(range(1, 61), P[0:60])
plt.grid()
plt.show()感謝各位的閱讀！關(guān)于“Python如何實現(xiàn)新型冠狀病毒傳播模型及預(yù)測”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，讓大家可以學(xué)到更多知識，如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！
