国防科大、摄星智能联合发布“星策演疫”助力疫情防控

作者:电工吧 日期:2020-09-14 21:31:15 人气: 栏目:市场动态

2020年9月11日,国防科技大学(以下简称“国防科大”)和摄星智能科技有限公司(下简称“摄星智能”)联合发布了一款面向数字社区场景应用的全球疫情防控策略推演小程序——“星策演疫”。该小程序以国防科大“天河”计算机超强算力为基础,结合摄星智能积累的全球数据及核心算法,可快速推演计算出不同防控策略下的疫情发展趋势和经济影响数据,辅助决策者选择最优疫情防控策略,助力疫情常态化防控。

9月8日,全国抗击新冠肺炎疫情表彰大会在北京人民大会堂隆重举行,激起人们对于年初抗击新冠肺炎疫情的回忆与感慨。虽然中国现在的疫情蔓延已基本得到遏制,但全球范围内疫情防控态势仍不容乐观。随着新冠肺炎逐渐演变成一种长期化、常态化的存在,如何在尽量减少经济损失的情况下采取合适的疫情防控措施,仍是当前全球社会各级决策者需要考虑的问题。

国防科大、摄星智能联合发布疫情防控小程序“星策演疫”

疫情防控政策的制定本质是一个决策问题,需要对防控等级与措施要求进行决策。想要做到行而有效,不仅需要建立明确清晰的防控纲领,落实从上到下的每一步防控指令需求,更需要针对地区实际情况的差异做出个性化、精准化、高效化的策略选择。

此次国防科大与摄星智能联合发布的“星策演疫”产品,正是为了帮助管理者开展精细化决策所开发的决策推演软件,是国内首款关注疫情防控策略并分析其对经济形势影响的软件。

据悉,自2020年1月以来,国防科技大学系统工程学院应急决策与计算实验课题组围绕新冠肺炎疫情传播风险评估、防控措施评价、疫情发展预测等形成了多份分析报告和决策建议,基于研究成果开发的平台在中南大学湘雅三医院、清华大学等单位展开了应用,产生了巨大的社会影响力;摄星智能作为一家以知识数据为基础、以情报分析为手段、以策略生成为核心产品的智能科技公司,今年2月上线了一款疫情预测产品——全球疫情预测软件,预测误差率不超过3%,之后又作为中国电科疫情防控大数据攻关团队成员,参与了国家疫情联防联控机制,取得了很好的预测成绩。

此次,双方强强联合,结合其各自在疫情防控期间的技术和策略优势,共同研制并发布了“星策演疫”小程序,以助力全球疫情防控。该小程序以国防科大“天河”计算机的超强算力为基础,结合摄星智能积累的全球疫情数据与算法技术,实现超高仿真推演环境,可以辅助决策者选择最优疫情防控策略。其中涉及的场景推演全部基于真实地图与公布的人口和经济统计数据,无论是推演速度还是场景真实度都得到了有效保障,具有较强的可信度。

多模态算法模型,高效助力疫情防控

新型冠状病毒肺炎(以下称为:COVID-19)主要通过喷嚏、呼吸等方式传播,必须要在近距离内,有一定时间的接触才能形成有效接触,从而达成疾病传播的接触条件。

COVID-19家庭聚集传染非常多,社会接触也具有很大的感染率。“星策演疫”算法模型将接触关系分为规律性接触关系和社会随机接触关系两种,地点为家、工作地点、学校的接触行为属于规律性接触关系,其余诸如购物、休闲等都划归为社会接触关系。

规律性接触关系采用基于加权双模态网络的时空接触行为建模方法生成,同时基于重力模型和优先连接机制提出模型对随机性较强的社会接触关系进行建模,主要根据统计数据为每个个体设置年龄、性别、住址等属性。

COVID-19病程发展模型

“星策演疫”所采用的病程模型如图1所示:

国防科大、摄星智能联合发布“星策演疫”助力疫情防控(图1)

图1 COVID-19病程发展模型

图2则显示了病毒携带者如何感染他人,如果一个人处于潜伏期或患病期(包括无症状或有症状的状态)并且没有被隔离,则与另一个人的每次接触都可能导致感染。一个人是否被隔离既受检测结果的影响,也受他与确诊患者的接触的影响。“星策演疫”正是利用这样的疾病传播模型推演计算疫情发展情况。

国防科大、摄星智能联合发布“星策演疫”助力疫情防控(图2)

图2 COVID-19疾病传播模型

超强算力,最长推演时长可达60天

“星策演疫”基于社会真实场景与疫情传播特征,利用“天河”计算机的超强算力,可快速推演计算出不同防控策略下的疫情发展趋势和经济影响数据,从而更好的对防控策略及执行时间进行配置。

软件可在极短时间内、高并发情况下将各类场景特征及多种策略参数进行组合计算,并将数据结果通过轻量客户端以可视化、可复盘的方式展现给用户。“星策演疫”支持对需要管理的社区初始感染人数、人口规模和家庭人员平均数等进行配置,最长推演时长可达60天,用户可在不同的推演阶段配置不同的防控策略,防控策略按照防控级别严重程度可设定为:戴口罩/消毒、日检测、疑似患者隔离、接触者隔离、随机检测隔离、禁止外出等。

配置完成后,用户点击“开始推演”即可在地图上直观看到确诊人数、感染人数、死亡人数和治愈人数的变化情况,最终可生成推演结果报告,展示不同防控策略下疫情变化曲线图和经济影响情况。

以选择在中国武汉华南海鲜市场的病人为例,初始感染人数1人,人口规模1300人,家庭平均数3人,可通过配置不同的放控策略推演得到该策略集下的感染人数、死亡人数、治愈人数以及经济损失情况,同时提供与零防控策略下相应病例人数的对比分析图。

目前,“星策演疫”软件已正式上线发布。后续,国防科大与摄星智能将继续加强在科研方面的合作,深耕数字化策略防控,助力世界范围内人类与疫情的抗衡,以取得最终胜利。

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