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　　當你坐在家里玩著(zhù)《模擬人生》、《模擬城市》等游戲時(shí)是否知道，世界各地有一批科學(xué)家，也坐在他們的實(shí)驗室里，在計算機上模擬著(zhù)H1N1甲型流感病毒的傳播？

　　他們的模擬是基于數學(xué)模型和流行病學(xué)的基礎。在疾病變化迅速的今天，研究流行病學(xué)的人并不一定要穿著(zhù)白大褂，躲在臨床試驗背后，也不一定要往返著(zhù)調查患者，長(cháng)年地跟蹤疾病的變化，今天，坐在計算機前面，也可以對疾病的擴散趨勢胸有成竹。

　　依據 根據交通建模型

　　今年三四月份，H1N1甲型流感在墨西哥爆發(fā)，隨后，病毒在北美爆發(fā)，很快，全球各地都出現了病例，中國采取了嚴格的防控隔離措施，但病例也接二連三地出現。

　　而這一情形，在還沒(méi)發(fā)生之前，就已經(jīng)出現在美國印第安納大學(xué)信息學(xué)院的 “全球流行疾病傳播模式”項目實(shí)驗室里了。實(shí)驗實(shí)所用的模型結合了人口統計學(xué)和人口移動(dòng)數據，用空間結構隨機模型的方式來(lái)模擬全球范圍內，流行疾病的擴散趨勢。在此前，很少有電腦參與到流行病學(xué)的理論推測中。

　　據參加電腦模擬病毒傳播項目的中國留學(xué)博士胡浩介紹，在SARS之后，這個(gè)模式曾經(jīng)對個(gè)別城市進(jìn)行模擬，此后又對人傳人的禽流感進(jìn)行模擬，從05、06年開(kāi)始，這個(gè)模式中開(kāi)始鋪上全球的地圖，并在今年開(kāi)始進(jìn)行H1N1病毒傳播趨勢的預測。

　　患者可以通過(guò)坐飛機很快地將病毒帶到另一個(gè)城市或國家。因此，當已知流感爆發(fā)的第一個(gè)國家是墨西哥之后，要預測病毒在其他國家的傳播，最重要的數據便是交通數據。

　　“我們借助航班和城際交通數據，制作交通網(wǎng)絡(luò )，看在全世界范圍內人們怎么移動(dòng)，怎么分布，然后再依據其建立模型�！焙�浩說(shuō)。

　　調整 幾個(gè)參數很重要

　　人口的城際交通移動(dòng)分為兩層，城市與城市之間短程的移動(dòng)，通常通過(guò)飛機或火車(chē)實(shí)現，兩個(gè)國家之間的移動(dòng)則主要是航班，研究人員將全球的航空數據加上大約30個(gè)國家的每日的城際交通數據構建出了一個(gè)碩大的交通網(wǎng)。

　　“我們將全球劃分成很多既小又精確的格子，稱(chēng)為人口網(wǎng)格，每個(gè)格子統計有多少人口。這些個(gè)格子概括了世界各地人口的移動(dòng)�！焙�浩說(shuō)。這個(gè)網(wǎng)格的依據就是以3300多個(gè)機場(chǎng)為中心，按照機場(chǎng)附近的人口分布來(lái)設置。最初，研究人員因為沒(méi)考慮到小城市邊上往往有很大的城市，因此產(chǎn)生了誤差，經(jīng)過(guò)調整，城市網(wǎng)絡(luò )的人口分布精確了很多。

　　在確立了交通的數據，人口的分布之后，研究人員還需要將流行病學(xué)的模式加入進(jìn)去。流行病學(xué)有著(zhù)很多模式，最經(jīng)典的模型是“S-I-R”，三個(gè)字母分別代表易感人群、傳染人群和已恢復人群即已經(jīng)從染病者中移出的人群。這是科學(xué)家1927年采用動(dòng)力學(xué)方式建立的模型，成為流行病學(xué)模型中的一個(gè)經(jīng)典。

　　不過(guò)，這個(gè)模型中，病人的日接觸率是一個(gè)常數，有效接觸率傳染力是不變的，這就導致結果存在一定的誤差。對于善變的流感病毒而言，模型要復雜得多，還要考慮潛伏期，人群特征等各種因素。

　　“做流行病學(xué)的模型，最關(guān)鍵的是要知道平均會(huì )感染多少人�！焙�浩說(shuō)。病毒的傳播能力又叫再生數，這個(gè)數值在世界衛生組織會(huì )對每個(gè)傳染病毒有個(gè)值。再生數越小的，病毒的傳播能力就越弱，比如1918年的西班牙流感，再生數大于2.5,而今年的甲型H1N1流感，再生數估計在1.4-2.5之間。

　　應用 預知何時(shí)進(jìn)入中國

　　在經(jīng)過(guò)人口分布模型與流行學(xué)模型的融合之后，再經(jīng)過(guò)幾個(gè)小組無(wú)數次的演算，研究人員終于趕在發(fā)生之前預測出了一些較為準確的結果。

　　比如，在5月份之前，他們便預測出甲流將在5月份進(jìn)入中國，這一情況與后來(lái)發(fā)生的事實(shí)吻合。在多數情況下，某個(gè)國家出現病例的時(shí)間都在預測的范圍之內。

　　計算機模擬的結果能對決策起到一定作用。此前曾有個(gè)別地方產(chǎn)生恐慌，認為只有關(guān)閉機場(chǎng)這樣絕對的方式才能阻止病毒，然而經(jīng)過(guò)模擬，研究人員發(fā)現，除非在病毒級別還很低的時(shí)候就關(guān)掉邊境，或者將航班減少到十分之一，只有這樣才能有效將國家之內的爆發(fā)壓下來(lái)，假設關(guān)得稍微晚了一點(diǎn)，或者關(guān)得不夠多，依舊無(wú)法起到效果。

　　“如果關(guān)掉一半的航班，那還會(huì )有一半的航班會(huì )代入病例，除非減少到十分之一，否則將得不償失，產(chǎn)生很大的經(jīng)濟損失�！焙�浩說(shuō)。也正因為此類(lèi)的預測，最終，世界衛生組織采取了不建議關(guān)閉機場(chǎng)的決定。

　　背景

　　跟蹤美元了解人口移動(dòng)

　　具體到了一個(gè)城市里面，要模擬人群的傳播就成了另外一個(gè)問(wèn)題。如果說(shuō)，計算城際之間傳播的模型主要還運用在輸入性病例上，那在一個(gè)城市中，還存在本土病例的情況。在世界各地模擬單個(gè)城市中甲流病毒傳播的科研小組中，有的通過(guò)城市交通工具為主要依據，有的則將視線(xiàn)放在更小的對象———個(gè)體的人身上，比如會(huì )將每個(gè)人作為模擬的對象，模擬其每天上學(xué)、工作、去商店等行為，并盡可能地推斷出可能傳染的人數。

　　現在除了美國印第安納大學(xué)，美國西北大學(xué)也在進(jìn)行這方面的研究。

　　1998年，一個(gè)叫做漢克埃斯金的程序員在每張經(jīng)過(guò)自己之手的美元上都做了注釋?zhuān)�提醒接觸到這張鈔票的人都到一個(gè)名叫“喬治去哪兒了？”的網(wǎng)站上登記接受地的郵政編碼，這個(gè)程序員只是出于好奇的目的，卻發(fā)現了這張鈔票隨著(zhù)形形色色的人經(jīng)過(guò)了各地的飯店、小商販、賽馬場(chǎng)、脫衣舞夜總會(huì )……如今，這個(gè)網(wǎng)站已經(jīng)變成一個(gè)流行的游戲網(wǎng)站，有超過(guò)300萬(wàn)的人注冊了1億多美元的行蹤。

　　這個(gè)無(wú)心插柳的小故事啟發(fā)了美國西北大學(xué)的德布克教授，他在近幾年開(kāi)展了美國國土上美元地理分布的調查，通過(guò)對價(jià)值464670美元的鈔票的行蹤的檢查，他們得出了相應的人口移動(dòng)模型，其結果精確，受到了流行病學(xué)界的肯定。