关于新型冠状病毒肺炎疫情的数学模拟
2020-07-30孙靖翔孙靖贻
知识窗·教师版 2020年6期
孙靖翔 孙靖贻


2019年12月,武汉市陆续出现不明原因的肺炎病人。此后仅一个月,病情在武汉大规模爆发。由于正赶上中国鼠年春节,返乡人员流动性增大,除了武汉外,全国各地均出现了该病情患者。2020年1月7日,本次肺炎的病原体被初步判定为新型冠状病毒。2月21日,该病毒被命名为COVID-19。時至今日,本次疫情的阴霾仍未散去,给国家和人民的生命财产带来极大的危害。
为了对本次疫情进行一个简单的数据分析,笔者利用网络公布的数据(https://news.sina.cn/zt_d/yiqing0121),选取了安徽和山东的患者数据进行了相关的数学建模及分析,如图1所示。
图1中的粉色圆点为安徽患者的日增量数据(数据截止至2020年3月5日,下同)及数学模型模拟曲线(粉色曲线)。从图1中可以看出,安徽省患者的数量在1月27日之前的增量较缓;自27日起患者数量迅速增多,并在2月6日达到最大(74例)。此后的增势渐缓,至17日后降低到个位数;2月27日后患者增量为零,可认为疫情在该省得到了初步的控制。
根据安徽患者数据点并考虑数学函数的特点,笔者认为此次疫情的发病情况可用如下公式表示:
。公式中,x为统计天
数,y为患者总人数。参量P1为最终患者数;P2为疫情控制系数,该参数越大,说明此地域采取的控制力度越大;P3为疫情传染系数,该参数越大,说明疫情在此地域的传播强度越大。
图1中的粉色曲线为利用公式对安徽患者数据拟合的结果。在拟合过程中,令P1=990,为3月5日该省患者累计总人数。所得到的参数P2=3.770,P3=0.283。从拟合结果看,该公式可以很好地模拟安徽的疫情发展情况。……
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