多主體仿真在傳染病預防控制政策分析和應(yīng)急管理中的應(yīng)用

21世紀以來，隨著我國城市化程度的不斷提高，城市規(guī)模不斷擴大，人口密集程度不斷提高，人類受到各種公共事件的影響的可能性不斷增加。尤其是2003年春天的“非農(nóng)業(yè)”、2004年至2005年的高度內(nèi)臟“流行病”以及2009年春的c11流行病。逐漸意識到公共衛(wèi)生事件對社會的重大影響。如何加強對突發(fā)性公共衛(wèi)生事件的預防控制和應(yīng)急處置,是擺在我們面前的一個重要課題。突發(fā)性公共衛(wèi)生事件是指突然發(fā)生,造成或者可能造成社會公眾健康嚴重損害的重大傳染病疫情、群體性不明原因疾病、重大食物和職業(yè)中毒以及其他嚴重影響公眾健康的事件。目前,傳染病仍然是引發(fā)突發(fā)性公共衛(wèi)生事件最多最嚴重的一種災害。因此,研究傳染病事件的發(fā)生機理、傳播規(guī)律和預防控制策略,對于及早應(yīng)對突發(fā)性公共衛(wèi)生事件至關(guān)重要。應(yīng)急管理內(nèi)容眾多,包括組織與政策,基礎(chǔ)理論與方法,技術(shù)與工具,集成應(yīng)急平臺。本文的工作定位于以計算機技術(shù)為依托的集成應(yīng)急平臺方向的研究。由于突發(fā)事件影響的對象往往處于各種各樣的社會網(wǎng)絡(luò)中,突發(fā)事件的影響也會沿著復雜的社會網(wǎng)絡(luò)傳播擴散。傳染病傳播正是一種典型的傳播擴散現(xiàn)象,研究者必須充分考慮復雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對傳播的影響。在這個問題上,多主體建模仿真技術(shù)可以自然的將網(wǎng)絡(luò)因素納入到一個統(tǒng)一的傳播模型框架之中。在應(yīng)急管理語境下,我們總結(jié)國內(nèi)外有關(guān)傳染病預防控制策略領(lǐng)域的研究,提出一個基于多主體仿真技術(shù)的傳染病預防控制政策仿真系統(tǒng)框架。該政策仿真系統(tǒng)可以模擬傳染病在人群中的傳播動態(tài)過程,模擬預防控制政策和應(yīng)急響應(yīng)處置方案的實施過程,通過評估、驗證醫(yī)療預防控制措施和事件應(yīng)急計劃,為有關(guān)部門的應(yīng)急決策提供有力的支持。一、政策仿真評估傳染病的控制和預防歷來是各國政府和衛(wèi)生部門的一項重要工作,學術(shù)界在此領(lǐng)域也進行著內(nèi)容豐富且深入廣泛的研究。主要包括醫(yī)療政策問題、資源調(diào)配問題和其他政策問題等。醫(yī)療政策問題是指醫(yī)療衛(wèi)生部門的政策制定者所處理和解決的問題與傳染病本身有直接關(guān)聯(lián)。這些問題包括新藥品的功效、新療法的療效、預防計劃的實施效果以及免疫策略的比較。例如,布羅爾(Blower)等人對比了某HIV療法的治療效果。扎瑞克(Zaric)等人分析美沙酮療法對HIV傳播的影響。哈洛蘭(Halloran)等人通過仿真方法比較大規(guī)模接種和定點接種的作用。黃崇源(Huang)等人使用仿真方法評估了幾個城市的SARS防疫措施。艾迪爾森(Eidelson)和魯斯提科(Lustick)使用多主體仿真改進了預防天花的防治政策。資源調(diào)配問題是指在預防控制計劃實施過程中醫(yī)療資源的分配問題,內(nèi)容包括:醫(yī)療資源數(shù)量的估計、醫(yī)療資源的跨部門分配,資源分發(fā)、人員調(diào)配、交通管理方案等。決策者不僅要在多種具有競爭性的備選方案間調(diào)配可用資源,有時還必須在不同的公共衛(wèi)生部門間調(diào)配資源。例如,沙哈里(Shahani)等人預測了HIV患者資源消耗量。羅西(Rossi)和施娜妮(Schinaia)的仿真模型為解決家庭醫(yī)護服務(wù)資源缺乏問題提供決策支持。李赫特(Richter)等人研究了毒品使用人員和非使用人員之間的資源分配比例。這類問題的研究大都采用仿真方法,分析不同情形下模型產(chǎn)生的結(jié)果,給出政策建議。其他決策問題是指除以上兩個方面以外的其他問題,包括患者行為比較,醫(yī)療數(shù)據(jù)的收集整理,醫(yī)療信息系統(tǒng)和預警系統(tǒng)的建立實施,法律法規(guī)的制定執(zhí)行,過程的成本效果分析等。例如,布萊迪奧(Brandeau)等人的仿真研究評估了HIV/AIDS傳播中育齡婦女篩選策略的成本收益率。沃特(Welter)研究了安全套的有效使用問題。隨著傳染病政策研究的深入,用于政策仿真評估的決策支持系統(tǒng)也隨之出現(xiàn)。這些決策支持系統(tǒng)所涉及的問題涵蓋了以上討論的三個方面的問題。這類系統(tǒng)為傳染病發(fā)生前的早期預警和監(jiān)測,傳染病發(fā)生時的預防控制以及傳染病發(fā)生之后的善后處置等方面提供科學有效的決策支持。例如,哈勃(Harper)和沙哈里(Shahani)開發(fā)的決策支持系統(tǒng)可幫助醫(yī)護人員為HIV/AIDS患者提供高效的醫(yī)療服務(wù)。范德普羅格(vanderPloeg)等人的決策支持系統(tǒng)可用于性病傳播研究。李(Lee)等人的決策支持系統(tǒng)可幫助制定嚴重衛(wèi)生事件的應(yīng)急方案,分析其魯棒性。皮德(Pidd)等人的系統(tǒng)可幫助制定傳染病爆發(fā)時的人員撤離計劃。本文提出的政策仿真系統(tǒng)也屬于這一類決策支持系統(tǒng)。它可以模擬傳染病傳播的動態(tài)過程,幫助研究者理解傳播的發(fā)生機理和演化過程,還可以模擬預防控制政策和應(yīng)急方案的實施過程,幫助研究者通過仿真數(shù)據(jù)理解、比較和分析各策略方案的優(yōu)劣。二、構(gòu)建政策仿真系統(tǒng)的方法公共衛(wèi)生事件的發(fā)生、發(fā)展具有不可逆性和不可實驗性。因此,仿真方法是研究突發(fā)公共事件發(fā)生機制以及如何應(yīng)急管理的重要實驗手段。為了構(gòu)建這個政策仿真系統(tǒng),需要根據(jù)研究對象選擇合適的研究方法。對于傳染病傳播來說,研究對象是數(shù)量龐大的人群,且個體具有異質(zhì)性,因此多主體建模仿真方法是非常自然的選擇。(一)多主體仿真建模技術(shù):基于個體行為的hiv/aids傳播模擬目前,傳染病傳播的研究方法主要是數(shù)學方法和仿真方法。數(shù)學方法用微分方程來描述個體狀態(tài)的變化關(guān)系,分析均衡解的特征及參數(shù)之間的關(guān)系,得到傳染病在人群中傳播的規(guī)律。但是,數(shù)學方法有其局限性。第一,數(shù)學方法對傳染病傳播過程的動態(tài)演化研究不足。第二,傳播擴散行為與人群的個體行為密切相關(guān)。數(shù)學模型一般假設(shè)個體行為屬性均相同,很難體現(xiàn)個體異質(zhì)性對傳播過程的影響。第三,隨著自由變量和約束條件的增加,模型復雜性增加,解的形式復雜,無法進行解析分析。鑒于數(shù)學方法的局限性,不少學者將仿真技術(shù)應(yīng)用于傳染病傳播的研究。例如,萊斯利(Leslie)、伯恩漢姆(Brunham)和阿特金森(Atkinson)用仿真方法研究HIV/AIDS傳播問題。富恩特斯(Fuentes)等人采用元胞自動機(CellularAutomata,簡稱CA)技術(shù)建立了基于SIR和SIS模型的同質(zhì)個體CA模型。高寶俊等人提出了一個考慮個體社會影響力的SARS傳播CA模型。宣慧玉(Xuan)等人的擴展CA模型考慮了個體異質(zhì)性,研究了不同傳染性,活躍程度以及不同鄰域形式對HIV/AIDS傳播過程的影響。隨著復雜科學的興起,基于多主體的仿真技術(shù)越來越受到重視,并應(yīng)用于各個領(lǐng)域。這種仿真建模技術(shù)從復雜系統(tǒng)的視角出發(fā),模擬微觀層面上的個體(即主體)行為,進而推演出系統(tǒng)的宏觀結(jié)果,它從微觀個體行為的角度“自底向上”地對宏觀層面的系統(tǒng)復雜動態(tài)進行了詮釋。為了更好的描述傳染病傳播過程,特別是考慮到個體異質(zhì)性的影響,我們采用多主體仿真建模技術(shù),將人群中的每一個人都看成是一個個體,賦予個體一些屬性,規(guī)定其行為特征。通過個體之間的相互作用,感染個體將病毒按一定規(guī)則傳播給健康個體,傳染病便在人群之中蔓延開來。多主體仿真方法強調(diào)個體行為和屬性的異質(zhì)性,很適合細致的描述個體行為。比如,它可以根據(jù)年齡、性別、職業(yè)、地區(qū)等將人群化分不同群組;可以根據(jù)個體的易感程度將人群劃分成低危和高危人群;甚至可以假設(shè)同一個體在不同時期具有不同的行為等等。采用多主體仿真方法構(gòu)建出的傳染病傳播模型能更好的描述個體行為對傳播過程的影響,真實地反映傳染病的傳播擴散過程。(二)接觸網(wǎng)絡(luò)的復雜網(wǎng)絡(luò)特性不僅個體異質(zhì)性對傳染病傳播有巨大的影響,個體間的相互聯(lián)系也是影響傳播行為的重要因素。所以,傳染病傳播建模還必須考慮個體之間的接觸模式,真實地反映人群中存在著的復雜的社會網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如果將個體看作節(jié)點,個體間的某種關(guān)系看作邊,那么整個群體就構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)。實證研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)現(xiàn)實生活中的網(wǎng)絡(luò)都具有小世界(SmallWorld)特性和無標度(Scale-free)特性。傳染病研究中把由于個體接觸而形成的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)稱為“接觸網(wǎng)絡(luò)”(contactnetwork)。實證研究表明接觸網(wǎng)絡(luò)也顯示出復雜網(wǎng)絡(luò)特性。但是,大部分傳染病模型(特別是基于CA的模型)很難描述這種復雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這些CA模型在處理個體之間的接觸關(guān)系時作了過分的簡化,即假設(shè)個體具有相同的鄰域。有些學者嘗試對CA的鄰域概念做一些擴展。例如,高寶俊等人借鑒“社會影響力”的概念提出的CA模型中,個體可以具有不同數(shù)目的鄰元。但是這種方法也無法很好的描述復雜網(wǎng)絡(luò)混合排序性(AssortativeMixing)。所以,新模型必須將接觸網(wǎng)絡(luò)的復雜網(wǎng)絡(luò)特性考慮進來。另一方面,雖然已有不少學者開始在復雜網(wǎng)絡(luò)條件下研究傳染病傳播問題,但這些研究多采用統(tǒng)計物理學方法,得到的結(jié)果也多是具有統(tǒng)計意義,所涉及的網(wǎng)絡(luò)類型比較單一。對于比較復雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),這些方法就顯得遠遠不夠了。多主體仿真方法的微觀視角使得大量個體的接觸關(guān)系更加易于表達。我們以個體為單位,將每對有接觸關(guān)系個體記錄下來,就可以無損的保留人群的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)信息。本文的模型構(gòu)建部分將給出接觸網(wǎng)絡(luò)的具體構(gòu)建過程。三、傳染病政策的模擬系統(tǒng)(一)傳染病傳播的模擬仿真本文的傳染病政策仿真系統(tǒng)是分三步實現(xiàn)的。第一步是構(gòu)建一個基于多主體仿真方法的傳染病復雜網(wǎng)絡(luò)傳播模型。多主體建模方法將人群中的每一個人都看成多主體系統(tǒng)中的一個微觀主體,感染通過個體間的交互(接觸)從感染個體向健康個體擴散。首先,為了方便描述這個過程,我們?yōu)閭€體設(shè)計了一些屬性。這些屬性包括年齡,性別、狀態(tài)、傳染度、易感度、人群分組、潛伏期、存活期等。其中,狀態(tài)是指個體所處的病理階段,取值根據(jù)疾病特征確定。傳染度衡量感染個體向健康個體傳播病毒能力。易感度衡量個體抵抗他人傳播疾病的能力,反映的是個體被感染的難易程度。人群分組列表是指個體所屬的人群類型。設(shè)計這些屬性的目的是研究個體行為對傳染病傳播的影響。個體可以為這些屬性設(shè)置不同的取值,這就是個體的異質(zhì)性。參考李璐等人的模型,以HIV/AIDS為例,假設(shè)每一個體可能會經(jīng)歷以下易感、感染、傳染、發(fā)病、死亡五個階段。圖1顯示的是個體整個生命周期可能出現(xiàn)的狀態(tài)遷移過程。仿真開始時除了隨機指定的一些傳染個體之外,所有個體都處于易感狀態(tài)。當健康個體與傳染個體發(fā)生接觸,健康個體以一定的概率被感染。這時,該個體的狀態(tài)就從易感狀態(tài)轉(zhuǎn)變到感染狀態(tài)。經(jīng)過的血清轉(zhuǎn)陽時間后,感染個體進入傳染狀態(tài),具有傳染他人的能力。經(jīng)過的潛伏期,攜帶者顯現(xiàn)出AIDS癥狀,狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)病狀態(tài)。經(jīng)過存活期后,個體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗劳?隨后從模型中移除。指定了個體屬性之后,還必須在個體之間構(gòu)建接觸網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建可以使用兩種方法。一方面,構(gòu)建真實的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該方法是對某一區(qū)域的人群進行問卷調(diào)查,確定個體與個體之間的接觸關(guān)系,根據(jù)得到的信息在仿真系統(tǒng)運行時重建接觸網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)使用這個網(wǎng)絡(luò)來模擬真實接觸網(wǎng)絡(luò)上的傳播過程。這種從實際調(diào)查中得到的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以很好的表示某個地區(qū)的人群接觸關(guān)系,具有代表性。另一方面,我們還可以使用網(wǎng)絡(luò)生成算法構(gòu)建經(jīng)典的復雜網(wǎng)絡(luò)模型(如圖2的a,b,c,d分別是ER(Erdos-Renyi)隨機網(wǎng)絡(luò)、BA(Barabasi-Albert)無標度網(wǎng)絡(luò)、WS(Watts-Strogatz)小世界網(wǎng)絡(luò)、二維CA網(wǎng)格)。需要指出的是,人群的接觸網(wǎng)絡(luò)特性非常復雜,至今尚未有一種“最好的”復雜網(wǎng)絡(luò)模型可以將接觸網(wǎng)絡(luò)具有的所有復雜特性完全“真實的”的表達描述出來。這使得仿真模型與現(xiàn)實生活中的“真實原型”的符合程度大打折扣。但對于傳播問題而言,小世界特性和無標度特性是影響傳播行為最為顯著的兩個因素,仿真模型只要抓住這兩個特點就足夠了。當構(gòu)造好合適的接觸網(wǎng)絡(luò)之后,仿真系統(tǒng)就能夠?qū)魅静≡谌巳褐械膫鞑ミ^程動態(tài)的模擬出來。模型在仿真的每一時刻都檢查個體是否被感染。感染發(fā)生在健康個體和感染個體一次接觸中。假設(shè)健康個體i和傳染個體j在某一時刻發(fā)生接觸。令I(lǐng)j來表示個體j的傳染度,Si表示個體i的易感度,則個體i在一次接觸中被感染鄰元傳染的概率pi,j=Si,Ij????√pi,j=Si,Ιj。用Bi表示個體i所有感染鄰元的集合,則個體i某時刻被感染的概率為pi=1-∏j∈B(1-pi,j)。實現(xiàn)了傳染病仿真模型之后,就需要確定模型的輸入?yún)?shù)。這些參數(shù)是通過其他傳染病研究文獻,人口普查資料,國家有關(guān)部門的公告并經(jīng)過仔細的篩選分析后,歸納出來的,要求符合客觀實際情況。比如,可以通過計生部門得到人口的出生率,死亡率,性別比例等數(shù)據(jù),確定模型內(nèi)的人群規(guī)模變化率;可以從醫(yī)療部門獲得某種傳染病在某地區(qū)的流行度,確定仿真開始的初始感染人數(shù);可以從有關(guān)醫(yī)學研究報告得到某種傳染病潛伏期、發(fā)病期并以此作為個體潛伏期、發(fā)病期的屬性取值;可以通過醫(yī)學臨床實驗報告得到個體一次接觸時的傳播概率作為個體傳染度和易感度的取值,等等。另外,模型仿真所需要的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)既可以通過使用實際調(diào)研數(shù)據(jù)結(jié)果來重建某一地區(qū)局部人群的接觸網(wǎng)絡(luò),也可以參考復雜網(wǎng)絡(luò)的實證文獻,選擇合適的網(wǎng)絡(luò)參數(shù),采用一定的算法生成。當然,以上方法獲得的數(shù)據(jù)是不能直接使用的,必須通過歸納整理、分析計算之后,換算成對模型來說有實際意義的參數(shù)取值。當參數(shù)取值確定之后,模型的個體屬性和行為就隨之確定下來,這樣就可以使用模型進行仿真實驗了。當然,這些參數(shù)不是一次選好的,必須通過仿真結(jié)果來調(diào)整,調(diào)整的原則是使得仿真結(jié)果具有合理的實際意義。圖3給出的是原型仿真系統(tǒng)在某次仿真實驗運行后的輸出結(jié)果,橫坐標表示時間,單位為周,縱坐標為個體數(shù)量,綠線表示傳染人數(shù),紅線表示傳染人數(shù),藍線表示發(fā)病人數(shù)。圖中紅色開始時快速增加,隨后以較慢的速度減少,這表示隨著傳染病疫情的發(fā)展,人群的感染水平逐漸下降,疫情得到有效的控制。圖4顯示的是一次仿真實驗中的某時刻,健康個體和感染個體的網(wǎng)絡(luò)分布圖,其中綠色的表示健康個體,紅色的表示被感染個體。隨著仿真時間的推進,健康個體以一定的規(guī)則不斷地感染,變成感染個體;而被感染個體也可能以一定的規(guī)則變成健康個體,或者發(fā)病死亡。通過這種方式,傳染病便在人群中傳播開來,記錄每一時刻下處于不同狀態(tài)的個體數(shù)量,就得到傳染病傳播的動態(tài)過程。系統(tǒng)構(gòu)建的第二步是在上述傳染病傳播模型的基礎(chǔ)上,構(gòu)建一個可以模擬預防控制政策和應(yīng)急方案實施過程的擴展傳播模型。為了完成這個任務(wù),可以從幾個方面進行擴展。第一,為個體設(shè)計一些與預防控制政策有關(guān)的屬性和行為。例如,添加是否免疫、是否被隔離、是否接受治療等屬性;第二,可以根據(jù)需要增加不同類型的主體:醫(yī)療資源類主體如醫(yī)院,醫(yī)護人員,救護車等;資源調(diào)配類主體如分發(fā)點,運輸車輛等;職能機構(gòu)類主體如學校、政府等。顯然,多主體仿真方法非常適合這種建模的要求。模型為這些新的主體設(shè)計一些屬性,指定與其職能相匹配的行為,設(shè)定這些主體與人群主體之間的互動規(guī)則,就搭建出一個可以模擬預防控制政策的實施過程的擴展仿真模型。擴展模型中數(shù)量最多的主體為普通人群,其他類型的主體數(shù)量根據(jù)實際問題確定。圖5顯示的模型中的幾類主體以及他們之間的互動。不同類型的主體之間的互動可以是這樣進行的:當人群中爆發(fā)傳染病疫情時,代表政府職能部門的主體根據(jù)疫情發(fā)展的速度和規(guī)模選擇一個預防控制方案,或者人為指定一個需要評估的方案。根據(jù)這個方案,各主體(包括構(gòu)成人群)被賦予相應(yīng)的屬性和行為規(guī)則。例如,可以指定醫(yī)療點和移動醫(yī)護單元為人群中的感染者提供怎樣的醫(yī)療服務(wù),是接種疫苗或是分發(fā)藥品等;可以指定物資分發(fā)點如何為人群、醫(yī)療點提供必要的醫(yī)療物資等等。仿真模型運行時,隨著傳染病在人群中的傳播擴散,各個類型主體根據(jù)規(guī)則改變自身的狀態(tài),執(zhí)行一定的動作,并通過消息機制來協(xié)調(diào)各自的行為。防控政策或應(yīng)急方案的實施結(jié)果可以立刻反饋到傳播動態(tài)過程當中,從而對傳播過程產(chǎn)生影響。通過分析模型仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù),就能夠評估某種政策和方案的執(zhí)行效果。需要說明的是,圖5顯示這幾類主體可能只是系統(tǒng)在仿真某種政策或某個方案的執(zhí)行過程時才會涉及到的。對于其他的政策和方案,我們只需對研究問題進行抽象,定義相應(yīng)的主體類型,添加到仿真模型中即可。完成系統(tǒng)構(gòu)建的第二步,系統(tǒng)的核心部分就初具雛形,再加入必要的功能模塊就可以構(gòu)建出一個完整的可以用于政策仿真的決策支持系統(tǒng)。圖6顯示的是這個決策支持系統(tǒng)完整的功能結(jié)構(gòu)。從圖中可以看到,系統(tǒng)由傳染病傳播仿真器、系統(tǒng)控制器、人機界面、數(shù)據(jù)處理模塊、模型庫構(gòu)成。其中,傳染病傳播仿真器實現(xiàn)了上述的傳染病傳播擴展模型,是系統(tǒng)的核心模塊。人機界面指導用戶完成模型選擇、參數(shù)輸入和查看仿真結(jié)果等任務(wù)。數(shù)據(jù)處理模塊主要完成數(shù)據(jù)的導入導出,數(shù)據(jù)清洗和格式化,為仿真器提供參數(shù)和存儲中間結(jié)果。模型庫與仿真器緊密結(jié)合,存儲需要評估的策略模型。系統(tǒng)控制器協(xié)調(diào)各個模型之間的工作任務(wù)。當在計算機上實現(xiàn)了系統(tǒng)功能各功能模塊的政策仿真系統(tǒng)后,就可以應(yīng)用系統(tǒng)來完成政策方案評估的決策支持工作。政策方案評估的過程如圖7所示。從圖中可以看到,政策方案評估的前期是通過數(shù)據(jù)來不斷的修正模型,這個過程從現(xiàn)實世界中獲得相關(guān)數(shù)據(jù),通過分析數(shù)據(jù)估計出模型的初始參數(shù)取值。將參數(shù)取值輸入到系統(tǒng)中,仿真系統(tǒng)運行后輸出結(jié)果。分析結(jié)果之后進一步修正模型,補充數(shù)據(jù),完善仿真模型。當模型標定好之后,模型就能夠比較好的表征所對應(yīng)的真實系統(tǒng)。這時,根據(jù)研究問題為每一個待評估的政策方案指定一組相應(yīng)的參數(shù)組合,對每個參數(shù)組合進行若干次仿真,得到不同的仿真運行結(jié)果。歸納這些仿真結(jié)果,我們就可以對某項政策方案的執(zhí)行效能做出評價,從而給出政策建議。這個過程稱為基于仿真方法的政策分析。本文的政策仿真系統(tǒng)從一個簡單的傳染病傳播仿真模型開始構(gòu)建,逐步將醫(yī)療部門、物流部門和政府管理部門等多類主體擴展進來,并添加各功能模型而最終形成一個可以用于預防控制政策和突發(fā)公共事件應(yīng)急響應(yīng)方案評估的決策支持系統(tǒng)。(二)建模和實施中的一些問題1.主體及其行為的提取與描述決策者需要對傳染病的發(fā)展趨勢做出可靠的、科學的和及時的預報,這些都需要對傳染病發(fā)展過程有比較深入的理解。我們需要針對傳染病的傳播特點,對個體的行為進行合理的抽象,從不同側(cè)面給予恰當?shù)拿枋?。這些工作在很大程度上決定了研究結(jié)果的可信度。首先,要根據(jù)研究問題的需要從現(xiàn)實生活中抽象出必要的微觀個體作為模型中的主體。其次,要確定每類主體所具有的屬性,準確描述主體的行為,設(shè)計主體之間的互動關(guān)系。最后,要確定系統(tǒng)的規(guī)模即每一類主體的數(shù)量。上述過程需要參考已有的傳染病數(shù)學模型以及資源分配算法和方案。2.根據(jù)樣本數(shù)據(jù)的特性來確定仿真參數(shù)取值驗證模型參數(shù)的合理性以及結(jié)果的可信性。這個過程需要收集和整理我國傳染病傳播的宏觀數(shù)據(jù)和個體行為的微觀數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源可以是政府官方公布的數(shù)據(jù)、醫(yī)療組織提供的數(shù)據(jù)以及科研機構(gòu)的實地調(diào)查數(shù)據(jù)。獲得數(shù)據(jù)之后對其整理分析來確定仿真參數(shù)取值是非常重要的步驟。此外,還需要將仿真運行的結(jié)果與實際結(jié)果比較之后進一步修正和完善仿真模型。3.仿真模型類庫選擇某種程序語言或集成開發(fā)平臺來實現(xiàn)模型。目前已有許多基于多主體的仿真平臺,例如Swarm,Repast,Ascape,Netlogo等等。這些平臺已經(jīng)提供了仿真模型的框架和大量的類庫,故研究者可以將精力集中于主體的設(shè)計上。另外,這些工具大都很好地提供了復雜網(wǎng)絡(luò)仿真模塊,提供了幾種復雜網(wǎng)絡(luò)(small-worldnetwork,regularrandomnetwork,scale-freenetwork)的生成算法,方便了復雜網(wǎng)絡(luò)模型的實現(xiàn)。四、應(yīng)急管理研究,是對基傳染病政策仿真系統(tǒng)在公共衛(wèi)生事件的應(yīng)急管理中應(yīng)用前景廣闊。仿真系統(tǒng)可以幫助決策者未雨綢繆,在事前做好充分的準備。公共衛(wèi)生事件監(jiān)測和預警工作是突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急管理的一個重要組成部分。早期監(jiān)測和前期物資儲備對有效處置突發(fā)公共衛(wèi)生事件十分重要。仿真系統(tǒng)可以幫助加強傳染病監(jiān)測預警,確定預警監(jiān)測點的最佳數(shù)量和最優(yōu)位置,可以幫助解決醫(yī)療物資儲備倉庫的選址規(guī)劃問題。通常這類問題十分復雜,涉及物流、交通、氣候、地形等多方面的內(nèi)容,一般的方法難以給出直觀的結(jié)果。而通過仿真系統(tǒng),決策者可以在事前就對應(yīng)急響應(yīng)和處置過程有個大致的了解。突發(fā)公共衛(wèi)