第二种新冠病毒-19模拟器

我已经完全重写了我在中描述的新冠病毒-19模拟器上周的博文我现在有了第二个版本。

当一组受感染的个体被引入一组健康个体时,模拟就开始了。这种感染在人群中迅速传播,在溪流停止时达到高峰,潜在的受害者减少,并最终持续下去。

这是典型模拟的每五帧。

目录

代理人

这个模拟包括我所称的数量个人.它们让人想起海龟在编程语言中标志由麻省理工学院的西摩·帕波特在20世纪60年代开发。今天有许多编程语言是Logo的后代。几年前,当我住在新墨西哥州时,我是一个全州高中生比赛的评委之一超级计算挑战(由于大多数参与者现在使用自己的个人电脑或学校实验室的机器,这个名字已经被误用了。)一个叫做网络标志是新墨西哥州挑战赛的热门选择。Papert的海龟已经变成了代理人. 我当然不是面向代理计算方面的专家。我所知道的关于这个主题的大部分知识都是从那些高中生的演讲中收集的。

个人

此模拟中的简单代理以恒定的个体速度在二维方形世界中移动。一些个体感染了病毒,当它们靠近时会传播给其他个体。新个体以指定的速率出生和死亡。个体的年龄以时间的分数s衡量步骤。

有六种类型的个体。

  • 青年. 明亮的蓝色。健康的年龄不到20岁。新的青年在模拟中诞生。
  • 成人. 蓝色健康的年龄在20到65岁之间。
  • 成熟.深蓝色-绿色。健康。年龄超过65岁。他们已经停止旅行,并一直呆在家里。
  • 生病的. 红色感染了病毒。年龄无关紧要。它们在指定的时间段内以固定的时间间隔从右上角进入模拟,然后不再输入。他们通过靠近他人而感染他人。
  • 有免疫力. 红圈。以前被感染过。经过一定的时间后,病人的感染会持续下去。然后,该个体变得免疫,不再感染他人。
  • 死去的。在指定的死亡率下,从模拟中删除患病和免疫个体。删除的数量为死亡计数。

当一个患病个体移动到一组成人中时,模拟开始,当没有更多活着的患病个体时,模拟终止。

长度可调的栅栏将正方形分成两半。想象一下一堵墙横跨意大利,从西海岸的Civitavecchia到东部的Civitanova Marche。或者想想美国和墨西哥之间的一堵墙。

典型模拟。

动画中的模拟运行了320个时间步。时间在x轴上,而变化的总人口在标题中。感染从东北部进入,并迅速传播到东半部。少数感染者通过屏障上的狭窄缝隙找到了自己的路,但疫情从未在中部站稳脚跟西方。

这是第一帧。这是100名不同年龄的成年人尚未感染,还有一名感染者从东北角进入。

这是一个大约在时间180的中间的帧。所有五种活菌都存在,但在西方没有活动感染。总人口已经上升到107人,这是这次跑步中看到的最大人数。

这是最后一帧。现在没有生病的人,也没有更多的人。这场流行病已经结束。有96名幸存者。其中略多于一半的人感染了病毒,现在已经免疫。其他人从未感染过病毒;其中有几名年轻人是在逃亡期间出生的。

参数

八个参数由左侧的控制面板设置,可以在模拟过程中更改。

  • N. 人口规模。
  • 传染. 引入新的患病成年人之间的时间间隔。
  • 出生. 出生率。
  • 死亡率. 死亡率。
  • 毒力. 病毒的有效半径。
  • 期间.病人免疫前的时间步长。
  • 速度.显示更新之间的时间步长。
  • 障碍. 分隔该区域两部分的屏障长度。

感染性遭遇

我的字典告诉我毒力疾病的严重性或危害性。在这个模拟器中,毒力是病毒有效性的半径。当一个生病的人在这个距离内经过一个还没有被感染的人时,感染就被传染了。默认的0.02毒力大约是代表个体的点的大小。

统计

右边的框架显示了每种类型的个体的运行计数。前五种类型是活动的,它们的总数为N,即现时的人口。

历史

在模拟过程中的任何时候,都可以单击“绘图”按钮。第二个图形窗口弹出,其中有这样一个图形。它绘制了整个模拟历史上的人口普查。参数值显示在标题中。

这是模拟的历史,是动画。你可以看到,成年人口从时间零点的100人减少到疫情结束时的45人左右。年轻个体和成熟个体的数量都不会超过10,这是一个特殊的设置。患病人数在接近30人时达到高峰,然后下降到零,以结束疫情。大约40人获得免疫力,死亡人数大致相等。

移除障碍物

让我们更改一些参数。首先,消除障碍会产生微小的差异。这种感染持续时间很长,成人人数下降到40人以下,死亡人数上升到50人以上,患病人数峰值在20人以下。

提高出生率

出生率的提高会导致更多的年轻人。患病人数增长更快,峰值更高,但许多年轻人存活了下来。

增加持续时间

增加感染持续时间会导致更多的死亡

增加毒力

增加毒力会导致患病人数出现更高和更早的峰值。

不稳定的

最后,同时增加所有这些值,并增加不在控制面板中的值,即引入新感染个体的时间长度,将导致模拟达到最大时间限制。在2000个时间步之后,死亡人数超过600,我已经将y轴上的限制设置为200。其他值正在振荡,尚未达到极限。局势似乎不稳定,已经结束。

免责声明

我不认为这个简单的模拟准确地模拟了我们这个世界目前所面临的危机。人口太少,地理位置太粗糙,时间步长也不真实。我没有尝试纳入任何实际数据。不过,我认为它的表现与真实情况大致相同。

软件

模拟器本身可从以下位置的中央文件交换处获得:此链接并包含在Cleve_实验室的5.1版中此链接.




与MATLAB®R2019b一起发布

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