研究背景
在人类历史中,传染病曾多次对人类的健康、经济等方面造成严重伤害和影响。例如1918年的西班牙流感、2003年的SARS以及2020年的新冠肺炎等。为了更好地认识、预测及防控传染病,科学家们采用了多种方法进行研究,其中元胞自动机模拟是一种重要的方法。病毒在人群中的流行以及在信息网络上的蔓延都已经给人们带来了巨大的损失,因此研究病毒的传播机理进而采取措施来有效控制其传播具有重要现实意义。
研究内容
该研究的主要内容是基于元胞自动机(Cellular Automaton,简称CA)原理,构建SEIR传染病传播模型,并通过MATLAB进行模拟实验。SEIR模型将人群分为四个组成部分:易感者(Susceptible)、暴露者(Exposed)、感染者(Infectious)和康复者(Recovered)。研究将模拟这些人群之间的相互作用,以研究传染病在人群中的传播情况。同时,研究还将探讨采取隔离措施对疫情传播的影响。
研究方法
该研究采用的主要方法是元胞自动机模拟。元胞自动机是一种离散的动力学模型,由现代计算机的创始人之一冯·诺依曼在20世纪50年代提出,用于模拟生物细胞的自我复制。元胞自动机由网格、元胞、邻居、边界和规则等要素构成,其中网格定义了元胞的空间分布,元胞是模型的基本单元,邻居定义了元胞之间的相互作用范围,边界限定了模拟的空间范围&