伏泰預(yù)測模型解碼傳染病信號，筑牢公共衛(wèi)生安全防護線

當(dāng)“黑天鵝”與“灰犀牛”共舞

傳染病防控亟需數(shù)字鎧甲

2020年，習(xí)總書記在專家學(xué)者座談會上強調(diào)：“構(gòu)建起強大的公共衛(wèi)生體系，為維護人民健康提供有力保障?！边@一重要指示將“健康中國”戰(zhàn)略下的傳染病防控置于核心地位。從《“十四五”公共衛(wèi)生體系建設(shè)規(guī)劃》到“強化監(jiān)測預(yù)警、提升應(yīng)急響應(yīng)”的具體部署，國家始終以科技賦能防控為關(guān)鍵抓手，致力于構(gòu)建智慧化的公共衛(wèi)生防線。

在此背景下，伏泰科技公衛(wèi)團隊多年來深耕傳染病預(yù)測模型，以數(shù)據(jù)智能為核心驅(qū)動力，為“防疫戰(zhàn)場”注入強勁新動能。目前，團隊已深度參與吉林、江西、安徽、海南、遼寧等多省省統(tǒng)籌傳染病多點觸發(fā)預(yù)警與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的建設(shè)工作，為筑牢公共衛(wèi)生安全防線貢獻了重要力量。

傳染病防控三部曲，從被動應(yīng)對到主動防控

01、散發(fā)期 | 病毒的靜默擴散

早期，病毒在人群中悄然傳播，易感者接觸傳染源后進入潛伏期，此時病例零星出現(xiàn)，極易被忽視。

傳染病監(jiān)測系統(tǒng)模型通過捕捉發(fā)熱門診就診率、呼吸道癥狀上報數(shù)等異常數(shù)據(jù)波動，提前發(fā)現(xiàn)散發(fā)信號，為預(yù)警爭取時間。

02、預(yù)警期 | 病毒的指數(shù)級爆發(fā)前奏

如果病毒開始大量復(fù)制和傳播，更多的潛伏期人群轉(zhuǎn)為感染者（可能表現(xiàn)出癥狀，也可能保持無癥狀狀態(tài)），傳播進入加速階段。

此時預(yù)警模型通過監(jiān)測關(guān)鍵指標(biāo)如傳播數(shù)據(jù)斜率變化，發(fā)出預(yù)警信號，提示病毒可能開始擴散，為防控決策提供時間窗口。

03

防控期 | 與病毒的數(shù)據(jù)博弈

當(dāng)病毒持續(xù)傳播并呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢時，防控政策需及時調(diào)整，如加強風(fēng)控以降低傳播速度、提高疫苗覆蓋率以加速形成群體免疫等。

此時預(yù)測模型則通過調(diào)整防控參數(shù)（如隔離率、疫苗接種率、核酸檢測頻次），推演不同防控措施下的不同傳播效果。

伏泰模型，打造疫情推演實驗室，讓防控看見未來

SIR 模型是國際通用的傳染病預(yù)測模型，后來不斷發(fā)展為SEIR，SEIRD，SEIRAD等，被廣泛應(yīng)用于各種傳染病的研究和預(yù)測。

數(shù)學(xué)模型微分方程組如下

傳染病傳播時，一個普通人會從未感染且無免疫力的易感者（S），成為已感染但未發(fā)現(xiàn)的潛伏者（E），再成為有癥狀的感染者（I），或無癥狀的感染者（A），最終成為獲得免疫力康復(fù)者（R），或重新成為無免疫力的易感者（S）

伏泰科技聯(lián)合眾多科研機構(gòu)和學(xué)者以 SEIR 模型為基礎(chǔ)進行深入研究，不斷推動該模型的發(fā)展和完善，極大地豐富了現(xiàn)有模型的可調(diào)參數(shù)，在傳播率β，潛伏期轉(zhuǎn)化率σ，潛伏期傳播率p，康復(fù)率γ，移除率μ等基礎(chǔ)參數(shù)上繼續(xù)發(fā)展出了大量可調(diào)的參數(shù)或影響因素，讓疫情防控環(huán)節(jié)真正做到心里有數(shù)。

參數(shù)調(diào)控面板

01 調(diào)整封控強度：如是否停工停學(xué)，是否限制出行，模擬風(fēng)控效果

02 調(diào)整疫苗政策：區(qū)域內(nèi)計劃每日接種人群數(shù)量，模擬群體免疫效果

03 設(shè)計病毒類型：輸入流感（短潛伏期、高傳播率）、新冠（長隱匿期、無癥狀傳播）、埃博拉（高致死率、低傳播率）等病毒的參數(shù)，模型自動生成專屬傳播曲線

04 調(diào)整潛伏期、隱匿期、康復(fù)周期（如新冠潛伏期 3-7 天，流感 1-3 天），模擬病毒生物學(xué)特性

05 設(shè)置無癥狀感染概率、傳播力因子（如奧密克戎的無癥狀比例高達 80%，傳播力是原始毒株的 3 倍），還原真實傳播場景

06 定義時間步長和模擬天數(shù)：實現(xiàn)推演顆粒度的精細控制（如以小時為單位模擬超級傳播事件）

動態(tài)可視化輸出

01 每日狀態(tài)變化圖：實時呈現(xiàn) S/E/I/A/R 人群的數(shù)量波動（如藍色易感者下降、紅色感染者峰值何時出現(xiàn)），直觀感知疫情高潮與低谷；

02 新增感染與康復(fù)曲線：綠色康復(fù)柱與紅色感染柱的此消彼長，揭示防控措施的生效時間點（如封控后 7 天，新增感染是否下降）；

03 空間傳播熱力圖：通過點密度、顏色梯度（如用戶界面的空間可視化），展示病毒在區(qū)域內(nèi)的擴散路徑（如從城市中心向郊區(qū)蔓延，或因交通管制形成傳播阻斷帶）。

三大場景，賦能防疫決策，發(fā)揮實戰(zhàn)價值

在實際應(yīng)用中，該模型通過三類場景賦能防疫決策，展現(xiàn)出顯著的實戰(zhàn)價值：

疾控部門

• 預(yù)測疫情峰值、感染規(guī)模，提前籌備醫(yī)療資源（如R0≥5.5，需儲備 5000 張隔離床位；R0：1 個感染者在傳染期內(nèi)平均能傳染的新易感者數(shù)量）；

• 評估防控措施成本效益（如全民核酸 vs 精準(zhǔn)流調(diào)的感染控制效果與經(jīng)濟成本對比）。

醫(yī)療機構(gòu)

• 動態(tài)調(diào)整床位分配、醫(yī)護排班（如模型預(yù)測某醫(yī)院 10 天后感染者激增 300%，提前啟動重癥救治專班）；

• 優(yōu)化藥物/疫苗投放策略（如針對高傳播區(qū)域優(yōu)先接種，降低整體感染率）。

政府部門

• 制定分區(qū)分級防控政策（如根據(jù)模型輸出的低風(fēng)險區(qū)傳播閾值，精準(zhǔn)解除管控，減少經(jīng)濟沖擊）；

• 開展疫情應(yīng)急演練（通過模型模擬極端傳播場景，檢驗應(yīng)急預(yù)案的漏洞與優(yōu)化方向）。

依托成熟的多元AI大模型平臺，伏泰科技會繼續(xù)深化模型，結(jié)合社會和政府需求，進一步開發(fā)預(yù)測模型的價值和應(yīng)用場景，讓模型發(fā)揮更大的社會價值。

同時，團隊會結(jié)合伏泰城市治理數(shù)字化整體解決方案，將疫情預(yù)測模塊接入城市大腦，聯(lián)動交通、教育、商業(yè)等系統(tǒng)，結(jié)合歷史防控成效、經(jīng)費投入，提供防疫成本與社會代價數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的綜合模型，幫助做出更科學(xué)的防疫決策，賦能城市運行管理，引領(lǐng)行業(yè)智能化升級。