不同人口流动模式下城市传染病时空传播模型适用性研究

空间显式传染病传播模型由于能够较好地模拟城市内部的传染病传播过程,在城市疫情防控中得到了广泛应用.但现有的空间显式模型大多按照人口随机流动模式来模拟城市人口流动行为,未考虑城市中以通勤为主的人口流动模式.本文以长沙市的2014年第1～49周手足口病传播过程为例,将4、8、24邻域扩散以及重力模型、辐射模型共5种不同的人口流动模式与周期SEIR动力学模型结合建立起五种传染病传播模型,并通过比较模型时间和空间精度来明确不同人口流动模式应用在城市内传染病时空传播模拟中的各自优势和适用范围.实验结果表明:每种人口流动模式在城市内传染病时空传播模拟中都有其使用前提和适用范围.基于24邻域扩散的传播模型对手足口病病例数拟合精度最高(RMSEspatial_ts=0.58,RMSEspatial_st=0.95),基于重力模型的传播模型对城市内部传染病时空传播模拟中的传播趋势的模拟精度最高(rspatial_ts=0.46,rspatial_st=0.39),且对长沙市人口相对稠密区域(格网常住人口数大于第三四分位数区域)模拟具有显著的精度优势(rspatial_ts=0.55,RMSEspatial_ts=0.92),但在疫情早期对手足口病未来传播的预测能力上较差.基于辐射模型的传播模型作为无参数模型,虽然整体时空精度上表现欠佳,但在人口稠密区域显现出较好的拟合效果(rspatial_ts=0.50,RMSEspatial_ts=1.0),在五种模型中具有最佳的手足口病传播预测能力.