Снежинские ученые создали модель развития эпидемии коронавируса
28 Мая 2020
Фото: Олег Каргаполов
Они научились прогнозировать развитие пандемии.
Ученые Российского федерального ядерного центра — ВНИИТФ им. Забабахина разработали модель течения коронавирусной инфекции, с помощью которой можно во многом прогнозировать пандемию. Результаты исследований озвучены на онлайн-собрании Российской академии наук, организованном МИА «Россия сегодня».
Снежинские математики модернизировали самую популярную в мире модель SEIRD и создали свою статистическую модель распространения коронавируса.
«Эпидемия — это типичный пример цепной реакции. Один больной заражает несколько здоровых людей, те, в свою очередь, еще несколько, и так далее, — говорит заместитель начальника научно-теоретического отдела ВНИИТФ Владимир Легоньков. — Уравнения модели SEIRD подобны уравнениям, описывающим цепную реакцию в ядерной бомбе или ядерном реакторе, поэтому нам они были понятны. Настораживало, что скорость заражения была в 3-4 раза выше, чем для обычного гриппа или такого опасного заболевания, как лихорадка Эбола».
Как считает ученый, американская модель зависит от всего двух факторов — скоростей заражения и выздоровления. Если выздоровевших больше, эпидемия идет на спад. Но у такой модели есть свои минусы: она однородна, не учитывает разную плотность населения в регионах России. Снежинские ученые разработали более сложную статистическую модель, учитывающую и каналы заражения, и распространение инфекции из очагов.
Ученые собирали информацию о развитии пандемии в разных городах и странах, о принимаемых властями мерах. По их мнению, чтобы эпидемия пошла на спад, нужно уменьшить скорость заражения минимум в 4 раза. Смоделировав этот процесс, ученые сделали вывод, что пандемия сама затухнет, когда переболеют 70-80 % населения. Но при этом в больнице может оказаться половина населения страны. Более приемлем вариант с искусственной иммунизацией, так можно избежать большого количества смертей. Третий путь — ограничение контактов между людьми, самоизоляция. Но при этом есть риск прихода второй волны пандемии.
«Статистическая модель основывается на известном математическом методе Монте-Карло, — заявил Владимир Легоньков. — В рамках расчета заводится несколько миллионов людей. Каждый человек привязывается к определенной квартире, магазину, офису. Люди получают признаки принадлежности к различным социальным группам: детям, студентам, работающим, пенсионерам и т.д. Изначально некоторые люди получают признак скрытого заражения».
Затем моделируется поведение людей. Например, до введения карантина школьники проводят какое-то время в семье, ходят в школу, пенсионеры не ездят на работу, но посещают магазины и так далее. Так можно прогнозировать вероятность заражения. Кроме того, ученые ввели в модель карантинные меры и сделали прогноз снижения распространения пандемии. Вывод: введение карантинных мер на ограниченный период на этапе начала эпидемии приводят только к отсрочке ее пика. И все же задержка приносит огромную пользу, позволяя медикам подготовиться к развитию пандемии и уменьшить смертность.
По мнению экспертов, модель ученых может помочь преодолеть пандемию и на российском, и на международном уровне.
Снежинские математики модернизировали самую популярную в мире модель SEIRD и создали свою статистическую модель распространения коронавируса.
«Эпидемия — это типичный пример цепной реакции. Один больной заражает несколько здоровых людей, те, в свою очередь, еще несколько, и так далее, — говорит заместитель начальника научно-теоретического отдела ВНИИТФ Владимир Легоньков. — Уравнения модели SEIRD подобны уравнениям, описывающим цепную реакцию в ядерной бомбе или ядерном реакторе, поэтому нам они были понятны. Настораживало, что скорость заражения была в 3-4 раза выше, чем для обычного гриппа или такого опасного заболевания, как лихорадка Эбола».
Как считает ученый, американская модель зависит от всего двух факторов — скоростей заражения и выздоровления. Если выздоровевших больше, эпидемия идет на спад. Но у такой модели есть свои минусы: она однородна, не учитывает разную плотность населения в регионах России. Снежинские ученые разработали более сложную статистическую модель, учитывающую и каналы заражения, и распространение инфекции из очагов.
Ученые собирали информацию о развитии пандемии в разных городах и странах, о принимаемых властями мерах. По их мнению, чтобы эпидемия пошла на спад, нужно уменьшить скорость заражения минимум в 4 раза. Смоделировав этот процесс, ученые сделали вывод, что пандемия сама затухнет, когда переболеют 70-80 % населения. Но при этом в больнице может оказаться половина населения страны. Более приемлем вариант с искусственной иммунизацией, так можно избежать большого количества смертей. Третий путь — ограничение контактов между людьми, самоизоляция. Но при этом есть риск прихода второй волны пандемии.
«Статистическая модель основывается на известном математическом методе Монте-Карло, — заявил Владимир Легоньков. — В рамках расчета заводится несколько миллионов людей. Каждый человек привязывается к определенной квартире, магазину, офису. Люди получают признаки принадлежности к различным социальным группам: детям, студентам, работающим, пенсионерам и т.д. Изначально некоторые люди получают признак скрытого заражения».
Затем моделируется поведение людей. Например, до введения карантина школьники проводят какое-то время в семье, ходят в школу, пенсионеры не ездят на работу, но посещают магазины и так далее. Так можно прогнозировать вероятность заражения. Кроме того, ученые ввели в модель карантинные меры и сделали прогноз снижения распространения пандемии. Вывод: введение карантинных мер на ограниченный период на этапе начала эпидемии приводят только к отсрочке ее пика. И все же задержка приносит огромную пользу, позволяя медикам подготовиться к развитию пандемии и уменьшить смертность.
По мнению экспертов, модель ученых может помочь преодолеть пандемию и на российском, и на международном уровне.
Поделиться
