國防科大、攝星智能聯(lián)合發(fā)布“星策演疫”助力疫情防控

2020年9月11日，國防科技大學(以下簡稱“國防科大”)和攝星智能科技有限公司(下簡稱“攝星智能”)聯(lián)合發(fā)布了一款面向數(shù)字社區(qū)場景應用的全球疫情防控策略推演小程序——“星策演疫”。該小程序以國防科大“天河”計算機超強算力為基礎，結(jié)合攝星智能積累的全球數(shù)據(jù)及核心算法，可快速推演計算出不同防控策略下的疫情發(fā)展趨勢和經(jīng)濟影響數(shù)據(jù)，輔助決策者選擇最優(yōu)疫情防控策略，助力疫情常態(tài)化防控。

9月8日，全國抗擊新冠肺炎疫情表彰大會在北京人民大會堂隆重舉行，激起人們對于年初抗擊新冠肺炎疫情的回憶與感慨。雖然中國現(xiàn)在的疫情蔓延已基本得到遏制，但全球范圍內(nèi)疫情防控態(tài)勢仍不容樂觀。隨著新冠肺炎逐漸演變成一種長期化、常態(tài)化的存在，如何在盡量減少經(jīng)濟損失的情況下采取合適的疫情防控措施，仍是當前全球社會各級決策者需要考慮的問題。

國防科大、攝星智能聯(lián)合發(fā)布疫情防控小程序“星策演疫”

疫情防控政策的制定本質(zhì)是一個決策問題，需要對防控等級與措施要求進行決策。想要做到行而有效，不僅需要建立明確清晰的防控綱領(lǐng)，落實從上到下的每一步防控指令需求，更需要針對地區(qū)實際情況的差異做出個性化、精準化、高效化的策略選擇。

此次國防科大與攝星智能聯(lián)合發(fā)布的“星策演疫”產(chǎn)品，正是為了幫助管理者開展精細化決策所開發(fā)的決策推演軟件，是國內(nèi)首款關(guān)注疫情防控策略并分析其對經(jīng)濟形勢影響的軟件。

據(jù)悉，自2020年1月以來，國防科技大學系統(tǒng)工程學院應急決策與計算實驗課題組圍繞新冠肺炎疫情傳播風險評估、防控措施評價、疫情發(fā)展預測等形成了多份分析報告和決策建議，基于研究成果開發(fā)的平臺在中南大學湘雅三醫(yī)院、清華大學等單位展開了應用，產(chǎn)生了巨大的社會影響力;攝星智能作為一家以知識數(shù)據(jù)為基礎、以情報分析為手段、以策略生成為核心產(chǎn)品的智能科技公司，今年2月上線了一款疫情預測產(chǎn)品——全球疫情預測軟件，預測誤差率不超過3%，之后又作為中國電科疫情防控大數(shù)據(jù)攻關(guān)團隊成員，參與了國家疫情聯(lián)防聯(lián)控機制，取得了很好的預測成績。

此次，雙方強強聯(lián)合，結(jié)合其各自在疫情防控期間的技術(shù)和策略優(yōu)勢，共同研制并發(fā)布了“星策演疫”小程序，以助力全球疫情防控。該小程序以國防科大“天河”計算機的超強算力為基礎，結(jié)合攝星智能積累的全球疫情數(shù)據(jù)與算法技術(shù)，實現(xiàn)超高仿真推演環(huán)境，可以輔助決策者選擇最優(yōu)疫情防控策略。其中涉及的場景推演全部基于真實地圖與公布的人口和經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，無論是推演速度還是場景真實度都得到了有效保障，具有較強的可信度。

多模態(tài)算法模型，高效助力疫情防控

新型冠狀病毒肺炎(以下稱為：COVID-19)主要通過噴嚏、呼吸等方式傳播，必須要在近距離內(nèi)，有一定時間的接觸才能形成有效接觸，從而達成疾病傳播的接觸條件。

COVID-19家庭聚集傳染非常多，社會接觸也具有很大的感染率?！靶遣哐菀摺彼惴Ｐ蛯⒔佑|關(guān)系分為規(guī)律性接觸關(guān)系和社會隨機接觸關(guān)系兩種，地點為家、工作地點、學校的接觸行為屬于規(guī)律性接觸關(guān)系，其余諸如購物、休閑等都劃歸為社會接觸關(guān)系。

規(guī)律性接觸關(guān)系采用基于加權(quán)雙模態(tài)網(wǎng)絡的時空接觸行為建模方法生成，同時基于重力模型和優(yōu)先連接機制提出模型對隨機性較強的社會接觸關(guān)系進行建模，主要根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)為每個個體設置年齡、性別、住址等屬性。

COVID-19病程發(fā)展模型

“星策演疫”所采用的病程模型如圖1所示：

圖1 COVID-19病程發(fā)展模型

圖2則顯示了病毒攜帶者如何感染他人，如果一個人處于潛伏期或患病期(包括無癥狀或有癥狀的狀態(tài))并且沒有被隔離，則與另一個人的每次接觸都可能導致感染。一個人是否被隔離既受檢測結(jié)果的影響，也受他與確診患者的接觸的影響。“星策演疫”正是利用這樣的疾病傳播模型推演計算疫情發(fā)展情況。

圖2 COVID-19疾病傳播模型

超強算力，最長推演時長可達60天

“星策演疫”基于社會真實場景與疫情傳播特征，利用“天河”計算機的超強算力，可快速推演計算出不同防控策略下的疫情發(fā)展趨勢和經(jīng)濟影響數(shù)據(jù)，從而更好的對防控策略及執(zhí)行時間進行配置。

軟件可在極短時間內(nèi)、高并發(fā)情況下將各類場景特征及多種策略參數(shù)進行組合計算，并將數(shù)據(jù)結(jié)果通過輕量客戶端以可視化、可復盤的方式展現(xiàn)給用戶。“星策演疫”支持對需要管理的社區(qū)初始感染人數(shù)、人口規(guī)模和家庭人員平均數(shù)等進行配置，最長推演時長可達60天，用戶可在不同的推演階段配置不同的防控策略，防控策略按照防控級別嚴重程度可設定為：戴口罩/消毒、日檢測、疑似患者隔離、接觸者隔離、隨機檢測隔離、禁止外出等。

配置完成后，用戶點擊“開始推演”即可在地圖上直觀看到確診人數(shù)、感染人數(shù)、死亡人數(shù)和治愈人數(shù)的變化情況，最終可生成推演結(jié)果報告，展示不同防控策略下疫情變化曲線圖和經(jīng)濟影響情況。

以選擇在中國武漢華南海鮮市場的病人為例，初始感染人數(shù)1人，人口規(guī)模1300人，家庭平均數(shù)3人，可通過配置不同的放控策略推演得到該策略集下的感染人數(shù)、死亡人數(shù)、治愈人數(shù)以及經(jīng)濟損失情況，同時提供與零防控策略下相應病例人數(shù)的對比分析圖。

目前，“星策演疫”軟件已正式上線發(fā)布。后續(xù)，國防科大與攝星智能將繼續(xù)加強在科研方面的合作，深耕數(shù)字化策略防控，助力世界范圍內(nèi)人類與疫情的抗衡，以取得最終勝利。

fqj