基于ERMM的新冠病毒疫情分级与动态预警研究.pdf
《基于ERMM的新冠病毒疫情分级与动态预警研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于ERMM的新冠病毒疫情分级与动态预警研究.pdf(15页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、管理工程学报Vol.37,No.4Journal of Industrial Engineering/Engineering Management2023 年 第 4 期基于 ERMM 的新冠病毒疫情分级与动态预警研究 刘玉成1,2,王传生2,杨露鑫3(1.南京财经大学 国家重点实验室,江苏 南京 210023;2.首都经济贸易大学 管理工程学院,北京 100070;3.对外经济贸易大学 国际经济研究院,北京 100029)摘摘要要:新冠疫情的精准判定是打赢疫情防控阻击战的金钥匙,而精准的疫情防控则是经济社会高质量发展和如期打赢脱贫攻坚战的压舱石。为精准判定区域单元的疫情风险和预警等级,基于泛
2、逻辑模糊集与模糊数学等知识理论,创新性地构建了疫情风险计量模型(epidemic risk measurement model,ERMM)及其子模块的计量模型。本文通过采集“人口迁移”“外环境”“防疫重视程度”和“病理学”等四个维度的样本数据,并采用 ERMM1等不同的方法,对预警区域各子模块进行计量运算;并根据各子模块的运算结果,运用 ERMM 对预警区域进行统一的合成运算;同时对不同区域单元的新冠病毒疫情进行多层面的仿真研究与深度分析。研究结果表明:(1)ERMM 的一级指标和二级指标对新冠疫情的影响作用均非常显著。且三者之间存在线性和非线性关系共存的复杂逻辑关系。二级指标的作用通过一级指
3、标传导,两者共同决定着区域单元的新冠病毒疫情程度。(2)预警区域普遍存在总体预警等级合理,但局部预警等级设置不准确的现象;从而导致局部防疫反应过度或针对性不强等不同的状况。(3)ERMM 能够准确判定区域单元的疫情风险和预警等级,进而可为新冠疫情的准确预警、科学防控及精准施策而赋能赋智。关关键键词词:新冠疫情;动态预警;ERMM 模型;多层面计量;逻辑关系 中中图图分分类类号号:F407 文文献献标标识识码码:A 文文章章编编号号:1004-6062(2023)04-0099-015 D DO OI I:10.13587/ki.jieem.2023.04.0080 0 引引言言 全球新冠病毒疫
4、情,尤其是美洲地区的疫情持续“高烧不退”,甚至大有愈演愈烈之势。同样,在我国,新冠疫情虽说持续稳中向好,但也并非无懈可击,更非可谓高枕无忧。于空间视角来看,从武汉到哈尔滨,再从北京到乌鲁木齐,以及近日的香港、大连、汕尾陆丰与南京等地 新冠疫情在局部区域的流行一直呈现此起彼伏之态1-2。因此,在这特殊时期,为高水准地助力我国经济社会发展“乘风破浪并行稳致远”和如期打赢脱贫攻坚战,科学、准确而又前瞻性地对局部区域实行疫情的实时监测及其风险的动态预警则显得至关重要且迫在眉睫;并且它对于全球经济的加速复苏也是举足轻重且意义重大。本文所将构建的 ERMM 综合疫情风险计量模型,不仅考虑了决定疫情程度的“
5、民众出行强度与接触密集度”“外部活动环境的安全度”“民众对疫情防范的警惕性”和“地区原始病例的基础规模”等反应主要特征的影响因素;也考量从内生变量和外部变量进行综合深度分析,并兼顾病例等“硬性”因素和民众重视度等“软性”因素的影响。该 ERMM模型基于泛逻辑模糊集、模糊数学、计算机逻辑和工程数学等多个学科的基本理论,并对计量模型集之人口迁移模块、外环境模块、防疫重视程度模块与病理学模块等四个子模块分别进行创新与改进。因此,ERMM 模型可从“人口迁移”“外环境”“防疫重视程度”和“病理学”等四个维度,精准考量与研判全国乃至全球新冠病毒的疫情情况,进而找出全球新冠病毒疫情的内在特点和本质规律;最
6、终助力挖掘全球新冠病毒疫情之流行病学调研和源头溯源的精准策略和有效途径。本文对全球新冠病毒疫情之综合疫情风险计量模型的研究具有一定的理论意义。同时,本文运用一种 ERMM 的综合疫情风险计量模型,以我国整体区域为实证地区,从“人口迁移”“外环境”“防疫重视程度”和“病理学”等 4 个维度深度剖析整个全国地区的新冠病毒疫情之态势。它能够基于 ERMM及其子模块的预警结果,依次对人口流动模块、外环境模块、重视度模块和病理学模块,采取更加具有针对性的防治策略;并实时动态调整,实行分区分级精准施策,尤其注重区域神经末梢的防治。同时,本研究可运用“大数据+AI+ERMM”预警系统集成,建立起新冠疫情实时
7、监测和预警等级查询的 APP服务平台。并增强以 ERMM 为典型的科技力量,提升公共卫生突发事件的应急管理能力,进而凝心聚力促进疫情防控从“硬抓”到“智抓”的颠覆性革新。最终促使 ERMM 的仿真研究结果能为全球新冠防疫之措施及策略,提供现实依据和可行性参考。所以,本研究方法具有一定的现实意义。既于新冠病毒疫情在全球首次出现,因此针对疫情地区的风险评估与等级预警方面的研究也是鲜有报道。新冠疫情爆发初期,中国国务院联防联控机制运用单一的病理学数据进行评估3-4,并将其作为不同地区疫情防控策略和分区分级的疫情等级判断的依据和标准。它简单采用 14 天内该疫情地区的累计确诊,新增确诊及现有确诊等病理
8、学数据判断该地区的疫情风险等级。该方法能够快速有效地判定不同地区对应的疫情风险等级,作出风险等级预警,进而为地区精准的疫情防控提供理论依据。然而美中不足的是,基于99收收稿稿日日期期:2021-02-26 基基金金项项目目:国家自然科学基金资助青年项目(71702068);北京社会科学基金资助项目(20GLB028);北京市自然科学基金资助项目(9192005)。通通讯讯作作者者:王传生(1962),男,辽宁人;首都经济贸易大学管理工程学院教授,博导;研究方向:管理学、信息化技术。刘玉成等:基于 ERMM 的新冠病毒疫情分级与动态预警研究单一病理学数据的判断方法所采集的疫情参数指标缺乏全面性,
9、因此该判定结果的科学性和准确性便有待商榷。目前国内外主要风险评估模型集中以下四种:一是基于风险概率的建模与评估5;二是基于指标体系的风险建模与评估6,这也是当前应用最为广泛的方法;三是基于 GIS 的风险建模与评估7;四是基于情景模拟的风险建模与评估8-9。从传染病领域的风险评估对象来看,针对传染病疫情风险的评估方法研究较少,如欧洲疾病预防控制中心(european centre for disease prevention and control,ECDC)于2019 年在其官网发布了快速风险评估方法操作工具(operational tool on rapid risk assessment
10、 methodology)10。该工具主要采用风险矩阵法对传染病进行风险评估,这一方法对国家层面或地区层面从事传染病快速风险评估的专家具有重要的参考价值。约翰霍普金斯大学针对新冠病毒疫情应用大数据绘制疫情地图,将疫情数据可视化、国际化,创造了各国应对公共卫生突发事件的讨论空间,催生了新观点和新对策。随后,得益于对新冠病毒及其疫情科学的认识和研究的深入,国务院联防联控机制开发并采用了国务院疫情风险等级查询客户端应用程序(简称“国务院查询 APP”)对新冠病毒疫情进行预测和预警11-12。它所采用的评价指标及评价方法,继承了前期方法所具备的实时性和有效性优点。然而与现实中其他 APP的发布结果相较
11、,国务院查询 APP 对疫情风险与预警等级的判定结果总体上偏向于略高,所以该方法的预警性能同样有待进一步探讨和研究。鉴于此,本研究基于“人口迁移”“外环境”“防疫重视程度”和“病理学”等四个维度考量,提出并构建一种 ERMM 的综合疫情风险计量模型;为高质量地防控疫情,提供了一种新颖的可行性方法和思路13-14。ERMM 对具体预警区域的新冠病毒疫情风险进行“立体式”综合计量与深度分析,能够准确判定该区域的疫情风险和预警等级,从而为制定针对性的精准防控策略提供基本依据。并为打赢新冠疫情防控的阻击战而赋能赋智,进而最终为我国乃至全球的经济社会发展保驾护航。本研究所提计量模型集 ERMM1l(人口
12、迁移模块)、ERMM2l(外环境模块)、ERMM3l(防疫重视程度模块)以及ERMM4l(病理学模块)的四个子计量模型于一体,旨在最大程度地精准反映预警区域的疫情风险情况,以实时地做出科学的分区分级与防控策略优化。ERMM 以泛逻辑模糊集与模糊数学等理论知识为基础,是一种准自然科学的研究方法15-16。ERMM1l采用自然对数和反正切函数值等方法,对人口迁移模块的疫情风险进行计量运算;ERMM2l则运用层次分析法来计量外环境模块的疫情;而 ERMM3l是应用反余切函数等理论,计量防疫重视程度模块的疫情;最后,ERMM4l则是融合泛逻辑模糊集对理论和 N.L.Nemerow index 法思想,
13、通过合成运算得出病理学模块的疫情结果。ERMM 所包含的人口迁移模块 ERMM1l等子计量模型,分别聚集了决定疫情程度的“民众出行强度与接触密集度”“外部活动环境的安全度”“民众对疫情防范的警惕性”和“地区原始病例的基础规模”等反应主要特征的影响因素,结合内生变量和外部变量进行综合深度分析;并兼顾病例等“硬性”因素和民众重视度等“软性”因素的影响,从而能够全面而精准地计量出不同预警区域的疫情程度。所设计的 ERMM 计量模型具有较高的创新性和新颖性。此外,综合计量模型的设计也充分考量系统误差值对 ERMMl结果的影响,增加了l的调整环节。且运用动态分配各子模块计量结果权重 1的方式,进而确保地
14、区疫情风险等级的最终判定结果合理且准确。这也是本研究工作的一点创新和贡献。1 1 研研究究方方法法与与数数据据来来源源1.1 数据来源与处理 本研究依照与新冠疫情关联性的标准和要求,选取采集与新冠 疫 情 关 联 性 最 强 维 度 的 模 块 数 据 作 为 研 究 样本17-18;并将其作为新冠病毒疫情指标的一级指标变量。它涵盖了“人口迁移数据”“外环境监测数据”“防疫重视度数据”及“病理学数据”等四个维度的疫情相关数据,分别阐述如下。其中,人口模块数据来自百度迁徙和国家人口流动监测网站。外环境监测数据源自中国疾病预防控制中心、各省市疾控中心以及国务院联防联控机制。防疫重视程度数据来自某网
15、络电商平台、国务院联防联控机制、国家发展改革委与中国区域经济统计年鉴。而病理学研究数据则源自中国新冠疫情数据中心、百度新冠病毒疫情实时大数据报告、卫生健康委员会、各级地方政府、约翰斯霍普金斯大学统计系统和国务院联防联控机制。本研究各子模块的数据采集是通过对多个来源数据进行整合规制获得。此外,受限于某些原因,本研究暂未采集中国香港、中国澳门与中国台湾等地区的研究数据。(1)人口迁移数据该模块数据包括“居住证数”“重灾区输入”“人口密度”等 7 个二级指标的样本数据19-20。其中,“重灾区输入”“非重灾区输入”和“日出行强度”的数值经过相应的预处理获得。相关区域单元新冠病毒疫情的“人口迁移模块”
16、二级指标数值(表 1),归集如下。表表 1 1 区区域域人人口口迁迁移移数数据据T Ta ab bl le e 1 1 R Re eg gi io on na al l p po op pu ul la at ti io on n mmi ig gr ra at ti io on n d da at ta a区域居住证数企业复工率重灾区输入非重灾区输入日出行强度常住人口人口密度黄石大冶15.619%3.57831.92685.75461150.2032北京朝阳66.451%1.402543.839818.67253720.7915新疆伊犁4.378%0.16265.08301.25344670
17、.0017西藏拉萨2.675%0.10213.19142.3029680.0023上海奉贤35.762%1.060833.15848.82951420.1972南京栖霞17.567%0.663020.72347.7524950.2405台州温岭16.158%0.638021.36239.02531630.1760六安裕安1.383%0.06692.09013.76521070.0556 注:行数据为不同区域单元的日疫情指标情况,下表同;单位为万人。001Vol.37,No.4管理工程学报 2023 年 第 4 期 人口迁移数据是判断新冠病毒疫情程度的主要依据之一,且人口迁移模块也是与新冠疫情关
18、联性最强的计量模块之一21。因此,本研究选取该类数据及模块作为疫情等级计量模型的核心组成部分之一。(2)外环境监测数据外环境子模块采集“气溶胶强阳性数”“气溶胶弱阳性数”和“水标本弱阳性数”等 10 个子变量的检测数据作为样本数据22-23。该模块的研究样本为新冠病毒外环境的监测结果的安全性指标。它由中国疾病预防控制中心及各省市疾控中心监测人员对所辖预警区域内的公共场所,尤其是对重点部位的监测而得到;并对采集的“涂抹、气溶胶及水标本”等形式的多个样本进行检测,最终得出外环境模块的二级指标数值(表 2)。新冠病毒核酸检测结果被细分为阴性、弱阳性、强阳性等三种属性;阴性即为安全合格24。表表 2
19、2(a a)区区域域外外环环境境采采集集数数据据T Ta ab bl le e 2 2(a a)D Da at ta a c co ol ll le ec ct te ed d f fr ro omm t th he e e en nv vi ir ro on nmme en nt t o ou ut ts si id de e t th he e r re eg gi io on n区域超市商场菜场厢式电梯公厕公交站点公交车排污水井其他公共场所黄石大冶32/57/030/65/022/81/2212/47/015/55/150/77/040/167/00/0/15947/134/0北京朝阳1
20、6/40/08/20/010/40/1017/51/013/52/130/60/050/200/00/0/4312/72/0新疆伊犁15/52/010/36/05/24/52/8/018/37/180/20/037/133/00/0/1115/39/0西藏拉萨17/54/013/48/08/39/83/12/020/76/200/37/028/75/00/0/1527/78/0上海奉贤17/52/07/26/023/92/2321/74/010/31/100/58/087/252/00/0/12324/91/0南京栖霞19/66/08/30/016/73/1617/64/07/28/70/37
21、/067/188/00/0/8413/53/0台州温岭20/50/014/35/012/48/2022/66/025/100/250/126/059/236/00/0/4811/66/0六安裕安14/56/021/79/015/78/155/23/033/162/330/25/034/115/00/0/377/39/0 注:每个单元格中依次为气溶胶、涂抹和水标本的个数。表表 2 2(b b)区区域域外外环环境境检检测测数数据据T Ta ab bl le e 2 2(b b)E En nv vi ir ro on nmme en nt ta al l t te es st ti in ng g
22、d da at ta a o ou ut ts si id de e t th he e r re eg gi io on n区域标本总数气溶胶标本数涂抹标本数水标本数气溶胶强阳性数气溶胶弱阳性数涂抹强阳性数涂抹弱阳性数水标本强阳性数水标本弱阳性数黄石大冶107719868319612435606北京朝阳72712653566032702新疆伊犁48510234934000000西藏拉萨56911641043000000上海奉贤1021189676156011401南京栖霞793147539107000301台州温岭98316372793021501六安裕安79112957785000201
23、新冠病毒的气溶胶形式是传播新冠病毒的主要途径之一,也是通过部环境引发新冠病毒疫情的主要原因之一25-26。因而,本研究同样选择外环境监测变量及其数据作为新冠病毒疫情计量的主要参数之一。(3)防疫重视度数据防疫重视度模块数据涵盖“口罩销量增幅”“口罩销售价增幅”“菜场人群密度”等 5 个二级指标的样本数据27-28,其中“自防意识度”与“菜场人群密度”为预处理得到的 2 个指标数据(表 3)。具体数据如下:表表 3 3 区区域域防防疫疫重重视视程程度度数数据据T Ta ab bl le e 3 3 D Da at ta a o on n t th he e i immp po or rt ta
24、an nc ce e o of f r re eg gi io on na al l e ep pi id de emmi ic c p pr re ev ve en nt ti io on n区域口罩销量增幅口罩销售价增幅果蔬外卖销量增幅自防意识度菜场人群密度黄石大冶11.269.0716.330.02690.0214北京朝阳3.565.004.050.07030.0848新疆伊犁1.072.893.020.15870.0916西藏拉萨1.353.182.370.13890.1400上海奉贤5.787.076.480.04610.0536南京栖霞6.395.666.730.04600.050
25、8台州温岭1.155.002.270.11740.1446六安裕安1.144.052.190.13210.1500 注:同比增幅的数值形式转换,如 300%=3.00。防疫重视度是影响新冠病毒疫情的关键因素之一,属于“软”影响要素,对新冠疫情起着倍数作用的放大效应29。而防疫重视程度数据又是计量疫情程度的主要依据之一,故本研究将该类模块及其数据集成为 ERMM 的核心构件之一。通常体现疫区民众对新冠病毒疫情防疫重视度的核心指标为“自我防控意识”“警惕性”及“恐慌度”等。其相关性行为转化的显性表现,主要有:口罩销售量的同比增幅、口罩销售价的同比增幅和菜场人群密集度等;并且与新冠疫情的关联性较强。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 ERMM 病毒 疫情 分级 动态 预警 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。