Проектная работа “Моделирование процессов распространения эпидемии”

научно-исследовательский проект

Автор: Команова Алия Дамировна

Место работы/учебы: УВК школа-гимназия №12, г. Бишкек, Киргизская Республика, 11 клас

Научный руководитель: Абушкина Наталья Валериевна, учитель химии

Аннотация

Актуальность выбранной темы. Для того, чтобы эффективно бороться с ростом заболеваемости и держать ситуацию под контролем, необходимо отслеживать динамику развития заболеваемости и делать реалистичные прогнозы, на основе которых должны будут предприняты соответствующие меры. Все эти задачи можно выполнить с помощью математических моделей. К тому же данные методы прогноза могут использоваться в других сферах. Например, в прогнозе распространения компьютерных вирусов, информации в сети и обществе, и т.д.

Цель исследования: повышение качества прогнозирования с применением математической модели распространения инфекций; построение симуляции, визуализирующей процессы распространения эпидемий.

Задачи:

  1. Изучение методов моделирования эпидемических процессов.
  2. Описание математических моделей, которые прогнозируют распространение инфекционных заболеваний.
  3. Сбор данных заболеваемости вирусом COVID-19 в Кыргызстане.
  4. Проведение численного эксперимента: построение модели эпидемии COVID-19 в Кыргызстане с учетом вирусных мутаций и составление прогноза.
  5. Построение симуляции распространения инфекций путем цепочки социальных контактов.

Объект исследования: модель распространения эпидемии SIR и ее модификации.

Предмет исследования: методы прогнозирования распространения вирусной инфекции.

Результаты

В ходе исследовательской работы выполнен анализ процессов развития эпидемий, методов прогнозирования и влияние противоэпидемических мер на процесс распространения вируса в популяции. Так же проведен обзор классической модели SIR и класса ее модификаций - компартментальных моделей распространения инфекций.
На языке Python была написана программа для составления прогнозов развития эпидемии, в которой заложены основные принципы распространения вируса на основе модификационных моделей SEIR- и SEIRD-типа. С помощью SEIR-модели проведен ряд численных экспериментов, по результатам которых была описана эпидемическая ситуация в каждой области Кыргызстана во время первой вспышки СOVID-19 в 2020 году. Так же был рассмотрен сценарий развития пандемии в г. Бишкек при введении строгих противоэпидемических мер.
На основе SEIRD-модели составлен прогноз развития эпидемии омикрон-штамма SARS-Cov-2 в Бишкеке.
Так же была написана программа, симулирующая распространение вируса в популяции путем цепочки социальных контактов. Данную модель можно использовать для реальных прогнозов, как дополнение к SEIRD-модели.
Программы, написанные в рамках практической части проекта, можно использовать для моделирования распространения других эпидемий, путем изменения параметров в зависимости от характеристик каждого вируса.

Содержание работы

Если прикрепленный файл не отображается, перегрузите, пожалуйста, страницу

Дата публикации работы: 18.08.2022

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Конкурс, в котором участвует работа

Конкурс “NEW PROJECT” 21/22

Смотреть похожие работы

Исследовательский проект “Влияние электромагнитных волн на развитие растений”
Актуальность темы влияния электромагнитных волн на развитие растений обусловлена несколькими факторами: Растения играют ключевую роль в существовании и прогрессе человечества, поскольку обеспечивают пищу, кислород и другие необходимые ресурсы. Понимание воздействия…
Исследовательский проект “Герб для Антарктиды”
Антарктида изучается людьми давно. Она имеет большое научное значение для всего мира и обладает огромными природными ресурсами. Антарктиду можно использовать только в мирных, научных целях. В Антарктиде многие государства основали свои…