Pandemic Spread Simulation

Нажмите на значения, чтобы изменить их!

Экспоненциальный рост может быть сложной и пугающей вещью. Это не то, с чем у нас есть большой опыт в нашей повседневной жизни, так что же это на самом деле означает, когда кто-то в ночных новостях говорит, что вирус экспоненциально распространяется среди населения? Эта симуляция позволяет вам увидеть своими глазами, как пандемия может быстро и неожиданно вспыхнуть среди населения. Несколько дней вы в безопасности, болезнь редкая, но вдруг она повсюду. Как помогает социальное дистанцирование? Что нужно, чтобы сгладить кривую?

Это простое моделирование того, как новый вирус (например, коронавирус COVID-19), распространяющийся среди населения, может добиться экспоненциального роста. Простым способом экспоненциального роста является репликация организма (например, репликация вируса в популяции). Одно существо становится двумя, два становятся четырьмя, четыре становятся восемью, и какое-то время вещи кажутся маленькими, но внезапно 1000 становится 2000, 2000 становится 4000, а 4000 становится 8000. Начиная с одного организма, после двадцати поколений удвоения вы получаете более вокруг бегает миллион тварей.

На создание этой симуляции меня вдохновил просмотр видеоролика 3Blue1Brown об экспоненциальном росте. Это отличное введение в то, что здесь происходит! Посмотрите: https://www.youtube.com/watch?v=Kas0tIxDvrg

Это простая имитация прототипа, но основные черты распространения пандемии присутствуют. Эньонинфицированный (красный) может распространять вирус среди здоровых людей (зеленый) в четырех основных направлениях (север, юг, восток, запад). Тем не менее, люди разделены на сообщества, которые отгорожены друг от друга стеной, но каждый день несколько человек перемещаются между сообществами, позволяя вирусу преодолевать эти барьеры. Количество заболевших в настоящее время, новых заражений и общее число случаев отслеживается с помощью графиков справа.

Вы можете поэкспериментировать с несколькими ручками моделирования. Вероятность передачи - это вероятность того, что вирус распространяется от больного человека к соседнему здоровому человеку. Вероятность путешествия определяет, насколько вероятно, что кто-то решит поехать в другое сообщество. Период выздоровления определяет количество дней, прежде чем больной человек перестанет распространять болезнь.

Социальное дистанцирование — наша главная защита от распространения пандемии. Если мы сможем снизить скорость передачи, мы сможем сократить общее число инфицированных, а также уменьшить максимальное число инфицированных людей в любой момент времени (или, другими словами, мы «сглаживаем кривую»). Удивительно то, что явление экспоненциального роста чувствительно к начальным условиям, и мы действительно можем что-то изменить. Попробуйте изменить вероятность путешествия с 5% (0,05) до 1% (0,01) и наблюдайте, как кривая сглаживается от 300 больных до 100 больных в любой момент времени. Измените вероятность путешествия на 10 % (0,1) и наблюдайте, как на кривой появляется 400 больных в любой момент времени.

Надеюсь, вам понравится и вы научитесьчто-то из этого интерактивного моделирования. Я хотел бы расширить это до более крупной и сложной симуляции, если сообщество заинтересуется. Это может включать такие функции, как:

• Различные типы сообществ со своим расписанием, например небольшие дома, школы, церкви, продуктовые магазины, рабочие места и т. д. Посмотрите, как влияют решения в области политики в области здравоохранения, например закрытие школ, но не закрытие рабочих мест!
• Изменить переменные на уровне личного поведения: что произойдет, если мы все будем ходить за покупками раз в две недели, а не раз в неделю? Что произойдет, если 90 % людей останутся дома, но 10 % проигнорируют приказы оставаться дома, чтобы выйти на улицу и пообщаться?
• Дайте людям распределение по возрасту, а затем также включите больницы и ограниченную вместимость больниц. Люди начинают умирать в соответствии со смертностью, определяемой их возрастом и наличием у них доступа к стационарной помощи.
• Удобный интерфейс, настраиваемые графики
• Режим пакетного моделирования — отключите анимацию и запускать симуляцию в фоновом режиме, объединяя тысячи испытаний в графики средних результатов

Самый важный способ показать свою поддержку этому проекту – это подкинуть мне несколько долларов. Пандемия затрагивает многих из нас, включая мою семью, и мы будем очень признательны за вашу поддержку.