近日,鐘南山院士在“廣州實驗室科技助力基層疫情防控萬里行”啟動儀式上,對蘭州大學研發的“新冠肺炎疫情全球預測系統”表示肯定,他稱贊:“他們一些預測的模型還是相當可靠的。”
蘭州大學西部生態安全省部共建協同創新中心利用跨學科研究優勢,研發了世界上首個新冠肺炎疫情全球預測系統。自2020年5月系統上線運行以來,已經實現對全球190余個國家新增確診病例的預測。
可進行全世界190多個國家的預測
“這個預測系統是世界上第一個全球預測系統,可以進行全世界190多個國家的預測,其中我們還創新性地把政府管控措施考慮進來。”蘭州大學西部生態安全省部共建協同創新中心主任黃建平教授說。
新冠肺炎疫情全球預測系統會實時引入190多個國家的最新數據,綜合考慮當地的溫度、濕度、防控措施等,逐個建模,預測未來每日、每月、兩個季度及突發疫情新增確診病例,每10天更新一次預測數據,面向全世界免費開放。
該系統對北京新發地突發疫情的預測結果表明,自2020年6月11日開始的北京小規模疫情暴發實際累計確診335人,預測累計確診310人,預測數據比實際數據僅低了7.5%。除了6月24日開始的小高峰,疫情發展趨勢與預測較為一致。
系統對國外疫情的預測也較接近實際情況。該系統2020年11月第二次更新的預測數據顯示,美國12月份單月累計確診病例預計達到678萬左右,而實際新增確診病例約為658萬,預測數據比實際數據僅偏高3.04%。
黃建平介紹,該系統不僅可以做預測,還可以用于歸因分析,例如病毒變異、洪水和抗議示威活動等因素對疫情的影響,為研判疫情態勢、采取有效防控手段提供了科學依據。
引入統計-動力方法,提高預測準確度
“我們引入了天氣預報的一些技巧,比如說,預報員做預報的時候總會根據天氣前期的演變預測未來天氣。”黃建平介紹,這個模式的最大特點就是把前期傳播的演變過程考慮進來,形成了氣候預測中的統計-動力方法與流行病學模型相結合的預測系統。
傳統的流行病學模型中存在較多假設條件,然而疫情的發展受到各種不確定因素的影響,如管控措施、氣象條件、病毒變異等,因此在進行實際應用時將不可避免地存在一定的誤差。
黃建平說:“我們在傳統的流行病學模型的基礎之上,使用氣候預測中的統計-動力方法對傳統的流行病模型進行改良,利用實時更新的疫情數據,對流行病學模型中的重要參數如傳染率、治愈率、死亡率等進行動態估計和修正,這大大提高了預測精度。”
“此外,我們圍繞新冠肺炎疫情開展了多項科學研究,包括新冠肺炎傳播的適宜溫濕條件、季節特征、震蕩特征,以及政府干預對于空氣質量的影響,這些結果也同時納入疫情預測系統中,用來改進模型。”黃建平介紹。
系統將持續優化,服務全球流行病學預測
系統最新的結果是對未來五年疫情發展趨勢的預測,結果顯示:如果在2021年1月全球70%的人注射疫苗,并且疫苗長期有效,到2025年全球疫情才能基本結束。
“疫情不可能很快結束,即便有了疫苗,疫情也會長時間存在,所以抗疫將是一個長期的任務,我們還需堅持下去。”黃建平表示,積極有效的隔離措施和及時普遍疫苗接種才是控制疫情的最佳方案。
“我們的系統已經推出了兩版,第二版將社區解封時間及市民自我隔離對疫情發展的影響考慮進去,預測結果較第一版有了很大提升。”黃建平告訴記者,“目前,我們正在研發第三版預測系統,此版將會把各個口岸,飛機場每天進出的人數,以及飛機途經的國家、感染率等因素都添加到預測系統中,同時還將引入更多環境影響參數,如自然災害等,從而進一步提高預報的準確率。”
據了解,新冠肺炎疫情全球預測系統還將持續更新優化,在未來的發展中,系統將不再局限于新冠肺炎疫情預測,而是朝著全球流行病學預測的方向發展。黃建平說,系統未來將發展成全球流行病學預測模型,服務于日常公共衛生,成為智慧城市的一部分。