工程师用仿真程序模拟疫情

geren2014

憋疯了？在家宅不下去了？想出去透透气了？千万别！一名程序员连夜打造的计算机仿真程序，希望能够更直观地让大家感受下呆在家里的重要性。

作者：B站up主“Ele实验室”

如果现在出门逛，迎接我们的，就是疫情越来越难控制的局面。

计算机仿真程序的设定

由于是一个仿真任务，所以采用的是面向对象的语言—— Java。

数学模型方面，则是自然界中常见的 正态分布(高斯分布)。

这里的 人群和 人的流动意向就按照正态分布来模拟，而 病毒的传播率则是一个固定的参数。

这是一个较为简单的模型，但并不影响对传播及控制要素的分析。

先来介绍一下用来控制传播各个环节的常量。

初始感染数量，设置为50人：

publicstaticintORIGINAL_COUNT= 50;

病毒传播率，设置为0.8：

publicstaticfloatBROAD_RATE = 0.8f;

病毒潜伏时间，设置为0(若为140则代表14天)：

publicstaticfloatSHADOW_TIME = 0;

医院收治响应时间，设置为10(同上)，表示从确诊到安置隔离的时间：

publicstaticintHOSPITAL_RECEIVE_TIME= 10;

医院床位，疫情刚开始的时候由于医院没有隔离区，设置为0：

publicstaticintBED_COUNT= 0;

流动意向平均值，设置为0.99，表示人们可以随意流动：

publicstaticfloatu= 0.99f;

现在忍不住要出门？会有大麻烦！

那么，先按照上述的参数，也就是初始感染人数为50，医院床位为0 ，流动意向为0.99，传播的情况就是：

病情就会慢慢传播开来，这时候医院就需要建立隔离区，将 医院床位参数改为100，即：

publicstaticintBED_COUNT= 100;

若是此时，人们控制自己不随意流动，那么疫情将会迅速被控制，甚至被消灭。

其中，下图右侧中的红色点点代表被收治的感染者。

但疫情开始的时候，人们肯定控制不住自己的流动，所以将该参数值调回0.99，即：

publicstaticfloatu= 0.99f;

此时，让我们看下疫情扩散情况。

医院隔离区的床位会被马上占满，疫情也会将不受控制。

而此时的做法就是扩大医院的隔离区，增加床位。

将 医院床位参数调至1000，即：

publicstaticintBED_COUNT= 1000;

此时疫情也能很快被控制，这也就是我们为什么要建雷神山和火神山医院。

但这时，也需要考虑一下医院接收响应的因素，也就是一个患者 从确诊到被安置隔离的时间。

若是这个时间过长，疫情也会变得比较糟糕，我们将 医院收治响应时间设置为100，即：

publicstaticintHOSPITAL_RECEIVE_TIME= 100;

不过幸运的是，国家现在在全力以赴，响应时间足够应付本次疫情，而且会越来越快。

然而，还需要考虑一个非常重要的因素—— 新冠状病毒潜伏期长达14天！

之前的 潜伏时间参数都设置为了0，现在设置为140(程序中为14天)，即：

publicstaticfloatSHADOW_TIME = 140;

此时让我们看下疫情传播情况。

一开始的时候，由于潜伏期的关系，很难再人群中发现患者并进行隔离。

等潜伏期一过，就会出现前一阵子的那般爆发性的增长。而此时，医院隔离区的床位也会被占满。

一旦医院资源被耗尽，那么疫情的传播情况就会变得像一开始那般糟糕。

但是！此处划重点！！

若是人们能够控制 流动意向，又会怎样呢？

我们把 流动意向平均值这个参数调为-0.99，即：

publicstaticfloatu=- 0.99f;

这个过程也反映了目前医务工作人员与病毒斗争的艰难过程，虽然时间较长，但最终疫情得到了很好的控制。

从这个实验过程，我们可以发现， 人群流动意向这个参数贯穿始终，基本上起了主导作用。

虽然目前确诊效率、医院收治时间都在加快，但目前我们正处于潜伏期阶段，也就是图中哪些许多黄色的点点，而这也是最危险的时刻！

“傲慢才是生存的最大障碍”

这一程序，来自B站的UP主 Ele实验室。他在自己作品的开头，也提到了自己为什么要做个系统，他身边的人已经快按奈不住心情了：

前几天北京下雪后，竟然有家长带着孩子出门打雪仗

家族群里有个别亲戚蠢蠢欲动，开始吆五喝六，准备聚餐了

还有一个远方的亲戚，要出门去参加婚礼了

可现在还不是出门的时候，疫情仍旧处于爆发期。他说，虽然花费了很多功夫进行了劝说，但效果如何，仍旧不得而知。

作为一名程序员，他决定做点什么。

于是就有了现在这个连夜打造的计算机仿真程序，希望能够更直观地让大家感受下呆在家里的重要性。

他也呼吁大家，不要抱有侥幸心理。

尤其是最近几天，立春已至，各地天气都在转好，往往会给人一种疫情没什么大碍的错觉。

可放松警惕的时候往往是最危险的时候，国家防控措施进入常态化，最后对疫情产生主导作用的，其实还是我们每个人。

在视频的结尾，他引用了《三体》中的一句话，再次提醒大家：

“无知和弱小不是生存的最大障碍，傲慢才是。”