收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于数学模型流行性感冒预测、预警和传播能力评估

查文婷  
【摘要】:目的:(1)了解和掌握流行性感冒的流行特征和分布规律,预测流感发病趋势;(2)探索流感疫情速度变化拐点,推断流感疫情“预警周”,实施早期防控干预;(3)量化和评估不同类型流感的传播能力,评估流感疫苗接种效果,为提高我国流感防控水平提供科学依据。方法:本研究分为三个部分:(1)获取2010-2019年我国流行性感冒发病数据,分析流感流行动态、热门毒株和时间分布规律;采用ARIMA时间序列模型,对流感数据进行原始序列预处理、模型识别、参数估计和统计建模,预测流感发病趋势。(2)根据流感发病的周期性,采用Logistic微分方程进行拟合,推断流感“疫情加速周”和“建议预警周”,并评估模型拟合效果。(3)根据流感发病特点和传播规律,建立SEIABR动力学模型,通过查阅相关文献、统计年鉴和实际数据拟合,获取模型参数,并借助1stopt、Matlab7.1和Berkeley Madonna8.3.18等工具,对流感传染概率(β)进行估计,比较不同类型流感传播能力;同时,在原SEIABR模型的基础上,增加仓室V,模拟疫苗不同接种率下,流感单个周期的持续时间和累积发病人次数,评价疫苗接种效果。结果:(1)2010-2019年,我国共报告流感病例数671693例,报告发病率为4.90/万,平均发展速度为111.72%,2014年后发病率大幅度上升;其中,甲型流感占66.85%,乙型流感占33.15%,甲型H3N2流感所占比例最高(38.79%),其次是甲型H1N1流感(27.01%)。(2)流感病例主要集中在12月、1月、2月和3月,共报道430791例(64.14%),冬季流感占全年发病数的49.28%。其中,甲型H1N1流感和乙型Yamagata流感集中在每年12月、1月、2月和3月,甲型H3N2流感除冬春季外,每年7月、8月、9月(夏秋季)发病人数也较多,而乙型Victoria亚型流感集中在每年3月和4月(春季)。(3)构建流感时间序列模型,预测模型为ARIMA(1,2,1)(0,1,1)_(12),数据信息提取充分(Q=14.257,P=0.5060.05),相对误差在10%左右;甲型流感预测模型为ARIMA(2,1,1)(0,2,2)_(12),数据信息提取充分(Q=13.236,P=0.4300.05),预测2018年12月和2019年1-3月甲流发病率较高,4月份开始,发病率迅速下降,与实际情况较为相似,相对误差控制在10%以内;乙型流感预测模型为ARIMA(1,2,1)(1,0,1)_(12),数据信息提取充分(Q=9.841,P=0.7740.05),但模型预测2019年乙流发病率较低,相对误差较高。(4)流感发病具有季节性和周期性,平均每年有夏秋季(11周至36周)和冬春季(37周至次年第10周)两个流行周期;Logistic模型与流感发病周期拟合效果较好(Z=-1.709,P=0.0880.05),利用模型计算得到流感疫情变化的早期时间拐点,即“疫情加速周”分别为每年第(22±1.78)周(夏秋季)和第(46±1.46)周(冬春季),“建议预警周”分别是每年第20周和第44周。(5)建立SEIABR模型,模拟每年流感的流行周期,得到流感传染概率β为(7.95±1.27×)10~(-10),甲型流感和乙型流感传染概率β分别为(7.89±0.78×)10~(-10)和(5.88±0.97)×10~(-10),其中,甲型H1N1流感传播能力最强,β为(7.25±0.82)×10~(-10);(6)SEIABVR模型显示,随着疫苗接种率的提高,流感疫情持续时间、峰值及累积发病人次数不断降低;接种率为20%时,与2019年实际情况较为接近,接种率达到60%,发病人次数下降了73.48%,接种率达到80%时,流感持续时间仅40天,累计发病人次数仅23人。结论:(1)我国流感报告发病率为4.90/万,居丙类传染病首位,2014年后发病率大幅度上升,整体呈现以甲型H3N2和H1N1流感为主,乙型Yamagata和Victoria流感交替流行状态;流感发病集中在每年12月和1-3月,不同亚型流感发病热点时间不完全一致,应根据不同亚型流感发病热点时间实施有针对性的防控。(2)ARIMA时间序列模型可对流感(总)、甲型流感发病趋势进行较好的预测,但是对乙型流感预测的相对误差较高,可能与乙型流感发病无明显的长期趋势有关。(3)流感发病具有周期性,依据Logistic微分方程,推荐夏秋季流感“预警周”为每年第20周(5月中旬),以防控甲型H3N2流感为主,冬春季流感“预警周”为第44周(10月下旬),以防控各类流感毒株共流行。(4)依据SEIABR模型,流感传染概率为(7.95±1.27)×10~(-10),甲型流感传播能力高于乙型流感,甲型H1N1流感传播能力最强。(5)模拟疫苗不同接种率对流感的防控效果,随着接种率的提高,流感单个周期持续时间、峰值及累积发病人次数不断降低,接种率达60%时,疫情得到了较好的控制。建议提高疫苗接种率,并在每年第42周(10月上旬)前完成预防接种。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨兰;王海明;刘兴晖;;乙型流行性感冒患儿血常规和超敏C反应蛋白检测结果分析[J];国际检验医学杂志;2021年02期
2 旷忠韶;杨红霞;;63例乙型流行性感冒的观察与护理[J];当代护士(专科版);2011年08期
3 胡婧超;郑思思;程景民;;基于ARIMA乘积季节模型的流行性感冒预测分析[J];职业卫生与病伤;2019年02期
4 陈芸;付惠玲;汪宇;;甲型、乙型流行性感冒患儿口服磷酸奥司他韦的治疗效果对比观察[J];山东医药;2020年30期
5 李若曦;王晓岗;陈黎黎;王琳;杨霄星;杨军勇;孟艳;武晶;冯宝玉;张建军;;ARIMA模型在北京市丰台区流行性感冒预测中的应用[J];职业与健康;2018年06期
6 康利红;田耕;杨雄利;;200例发热患者临床特征分析[J];中国病案;2018年12期
7 史少雄;;流行性感冒的防治[J];华北民兵;2011年03期
8 徐慧聪;欧爱华;邓屹琪;李芳;康强;;852例广州及周边地区流感患者临床特点及中医辨证分型研究[J];中医药导报;2021年01期
9 ;贯众合剂片预防流行性感冒效果观察[J];中草药通讯;1977年12期
10 黄晓燕;严建江;;小儿甲型和乙型流行性感冒的临床特点比较[J];广州医学院学报;2006年06期
11 黎媛;闫芳;;儿童流行性感冒180例分析[J];中外医疗;2021年01期
12 姜柯羽;;世界卫生组织2011年流行性感冒流行季节(南半球)使用疫苗成分的建议[J];中国疫苗和免疫;2011年01期
13 ;全世界流行性感冒流行状况(1994年10月1日-1995年9月30日)[J];疾病监测;1996年05期
14 房春晓;杨峰霞;谭丽梅;王艳玲;徐翼;叶家卫;;儿童危重症乙型流行性感冒7例临床分析[J];广州医药;2019年03期
15 徐振武;;流行性感冒的诊断与治疗[J];中级医刊;1965年01期
16 高明月;陈晓莉;张强;;甲乙型流感早期临床特征以及实验室检测在早期识别中的作用[J];预防医学情报杂志;2021年05期
17 刘博;卢云涛;孔令伟;;北京市某高校510例流感样病例的监测结果及临床分析[J];保健医学研究与实践;2019年05期
18 顾焕颖;魏宾;任蕊;杜鹏;;一起中学内流行性感冒暴发疫情的调查分析[J];医学动物防制;2015年03期
19 董宗祈;小儿流行性感冒的临床特点和诊断要点[J];中华儿科杂志;2003年01期
20 唐亮;占诗贵;;帕拉米韦在儿童甲型流行性感冒中的疗效观察[J];中国药物评价;2019年06期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 罗翌;李际强;郑丹文;杨子峰;;急性上呼吸道感染病毒病原学调查及临床特征的分析[A];全国中医内科肺系病第十四次学术研讨会论文集[C];2010年
2 罗翌;李际强;;流行性感冒的预防与治疗的进展[A];第十一次全国急诊医学学术会议暨中华医学会急诊医学分会成立二十周年庆典论文汇编[C];2006年
3 李泽庚;童佳兵;彭波;杨程;王传博;;流行性感冒的中医药防治文献计量分析[A];全国第3届中西医结合传染病学术会议暨中国中西医结合学会传染病专业委员会第2届委员会议论文汇编[C];2010年
4 赖杰;韩力苏;宋平;;流行性感冒与先天性心脏病发病关系的探讨[A];重庆市预防医学会2004年学术交流会论文集[C];2004年
5 张喜和;石秀香;张喜见;张山广;张山元;;侗药滴脐宝酊滴脐预防流行性感冒11076例[A];2005全国首届壮医药学术会议暨全国民族医药经验交流会论文汇编[C];2005年
6 祝丽萍;徐江山;;一起乙型流行性感冒爆发疫情的调查[A];第三届浙江中西部科技论坛论文集(第九卷 预防分卷)[C];2006年
7 李红云;李丽;张敬丽;;流行性感冒高发期间医护人员流行性感冒患病率的调查对比分析[A];全国医院感染护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2007年
8 张绍军;;干扰素雾吸在流行性感冒治疗中的应用[A];浙江省第十七届农村医学暨乡镇卫生院管理学术会议大会论文集[C];2009年
9 胡逢蛟;许国章;董红军;焦素黎;倪红霞;刘健毅;;3起连续发生的乙型流感暴发疫情病原学分析[A];浙江省医学会医学微生物与免疫学及医学病毒学学术年会论文汇编[C];2009年
10 张绍军;;流行性感冒使用干扰素雾吸治疗探讨[A];2006年浙江省内科学学术年会、2006年浙江省老年医学学术年会论文汇编[C];2006年
11 刘明斌;;流行性感冒传播的影响因素研究[A];中华医学会第一届全国公共卫生学术会议暨第四届中国现场流行病学培训项目汇编[C];2009年
12 张璧;殷少睿;王旺;万济民;金虎;周宇;唐相伟;;燃气烤箱热力学的数学模型及影响因素的敏感性分析[A];2021年中国家用电器技术大会论文集[C];2021年
13 王营营;李萍;杨菁;谷新林;;预测煤层气生产折旧折耗费用的一种新方法[A];第31届全国天然气学术年会(2019)论文集(03非常规气藏)[C];2019年
14 徐震;孙杰;王家蔚;吴烨;郁峰;;乙型流感患者外周血白细胞和淋巴细胞亚群变化分析[A];2014年浙江省医学会儿科学分会学术年会暨儿内科疾病诊治新进展国家级继续教育学习班论文汇编[C];2014年
15 闻萱梅;;数学模型与建模技术[A];中国科学院地球物理研究所论文摘要集(1988)[C];1989年
16 陈守煜;;人的数学模型的研究[A];第一届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];1993年
17 张绍军;;雾吸干扰素治疗流行性感冒的探讨[A];浙江省医学会呼吸系病分会成立三十周年庆典活动暨2008年呼吸病学学术年会论文汇编[C];2008年
18 张绍军;;雾吸干扰素治疗流行性感冒的探讨[A];2008年浙江省内科学学术会议论文汇编[C];2008年
19 周峰;黄从武;徐国顺;;两节点船舶电力系统的全阶数学模型及仿真[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
20 钟秋海;付梦印;;人的三种数学模型的实验比较研究[A];第二届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];1995年
中国博士学位论文全文数据库 前13条
1 查文婷;基于数学模型流行性感冒预测、预警和传播能力评估[D];湖南师范大学;2021年
2 莫正波;ClO_2制备数学模型及其室内消毒系统研究[D];青岛理工大学;2018年
3 孙继民;发热伴血小板减少综合征时空预测研究[D];中国疾病预防控制中心;2018年
4 Annie Uwimana;用时间序列模型预测非洲国内生产总值[D];中国科学技术大学;2018年
5 曾高;颅高压数学模型的建立研究[D];北京大学;2008年
6 周亚鹏;基于粒子滤波-ARIMA的多层次锂离子电池寿命预测[D];武汉理工大学;2019年
7 李亮;羌银解热汤治疗流行性感冒的相关机理研究[D];广州中医药大学;2012年
8 马瑞杰;水环境数学模型正、反演数值方法研究与应用[D];吉林大学;2005年
9 王上;基于自噬途径研究小柴胡汤对甲型流行性感冒的干预作用[D];湖北中医药大学;2021年
10 郭延祥;并行组合数学模型方式研究及初步应用[D];清华大学;2010年
11 刘建华;手足口病发病趋势预测及传播动力学模拟研究[D];华中科技大学;2017年
12 熊德;中国新闻电视媒体跨国传播能力研究[D];武汉理工大学;2012年
13 翟莉;社会网络中节点信息传播能力度量及信息传播规律研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 赵妍;ARIMA模型和控制图法在猪肺疫预测预警中的应用研究[D];东北农业大学;2013年
2 刘俊宏;将数学模型课程融入高中阶段数学教学[D];华中师范大学;2018年
3 胡佑华;高考生物试题中数学模型的梳理与教学实践研究[D];四川师范大学;2019年
4 张爱燕;数学模型在高三生物复习中的应用研究[D];贵州师范大学;2019年
5 葛秀敏;渗透小学数学模型思想的实践研究[D];南京师范大学;2019年
6 郑冉冉;计算油气层物性参数的数学模型及数值算法[D];西南石油大学;2018年
7 王晨旭;基于核心素养的小学数学模型思想课例研究[D];集美大学;2019年
8 喻文斌;铁芯磁致伸缩效应振动数学模型的研究[D];南昌大学;2018年
9 潘晓军;水平基底上薄膜流体的数学模型及其数值模拟[D];华中科技大学;2017年
10 贾晨;数学模型思想在中专生函数教学中的应用研究[D];合肥师范学院;2018年
11 张宇;基于Rel-13的LAA共存技术数学模型与性能研究[D];北京邮电大学;2018年
12 邵少霞;两个有生物背景数学模型的定性分析[D];广东工业大学;2018年
13 张琪;智慧教室环境下基于数学模型的PBL教学法对小学生问题解决能力的影响探究[D];华中师范大学;2018年
14 王茜;初中数学模型思想渗透现状分析及策略研究[D];延安大学;2021年
15 熊昱阳;中国手足口病发病率ARIMA预测模型的构建和空间自相关分析[D];新乡医学院;2020年
16 敖姝姗;跨境电商自营商品销量预测研究[D];暨南大学;2019年
17 胡泽月;基于ARIMA模型的企业自由现金流预测研究[D];河北经贸大学;2021年
18 杨兴宇;基于FP-Growth算法和ARIMA模型的音乐播放数据挖掘研究[D];华南农业大学;2017年
19 薛智雯;基于ARIMA-SVM的车险索赔次数预测[D];西南财经大学;2018年
20 纪爽;基于ARIMA-SVM组合模型对人民币汇率的预测和实证研究[D];江西财经大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 李欣;我省加强流行性感冒防控工作[N];青海日报;2019年
2 记者 张焕利;流行性感冒在日本蔓延[N];新华每日电讯;2003年
3 ;小鹅流行性感冒怎样防治[N];吉林农村报;2007年
4 ;超级杀手——流行性感冒[N];农村医药报(汉);2008年
5 ;如何应对流行性感冒?[N];中国医药报;2005年
6 ;中国2002~2003年度流行性感冒监测分析[N];中国医药报;2003年
7 ;牛流行性感冒的治疗[N];云南科技报;2008年
8 记者 邱天;山东报告44万流感病例 乙型流感占八成[N];济南日报;2018年
9 记者 佘峥;厦大科学家找到乙型流感超级克星[N];厦门日报;2017年
10 实习生 柏玲 记者  倪秀萍;个别小学生患乙型流感[N];南京日报;2006年
11 通讯员  吴青青 孙欣欣 记者  秦军;近期乙型流感易发[N];浙江日报;2006年
12 本报记者 马佳;数学模型能否预测未来[N];中国科学报;2013年
13 本报记者 李银鸽;数学模型里的治黄愿景[N];黄河报;2017年
14 通讯员 罗耀华 记者 童云;宝钢分公司数学模型工作稳步推进[N];中国冶金报;2005年
15 证券时报记者 游芸芸;警惕隐藏 数学模型背后的风险[N];证券时报;2012年
16 ;中钢协力推“数学模型”[N];中国冶金报;2004年
17 本报首席记者 王磊;数学模型,预测电影成功率?[N];文汇报;2012年
18 王小龙;美开发出交通拥堵数学模型[N];科技日报;2009年
19 ;流行性感冒诊断与治疗指南(中医部分)[N];中国中医药报;2011年
20 中国妇女报·中国女网记者 耿兴敏;重点关注老人儿童孕产妇等人群[N];中国妇女报;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978