Разработка мультимасштабных сетевых математических моделей развития коронавирусных эпидемий с учетом особенностей современной коммуникационной инфраструктуры

Цель работы

 разработка комплекса синтетических математических моделей распространения инфекции, направленных на описание и прогноз распространения коронавируса SARS-CoV-2 в масштабах от локального социума до стран и континентов

Описание проекта

Коронавирус SARS-CoV-2 обладает существенными особенностями, которые будут оказывать влияние на динамику моделей. Длительный инкубационный период (14 дней, а по некоторым данным – до 30), а также бессимптомное инфицирование делает существенным величину задержки, которой нельзя пренебречь в правых частях соответствующих уравнений. Далее, возможность длительного существования вируса без носителя определяет возможность увеличения связанности без непосредственного контакта носителя и инфицируемого. Во-вторых, существенными являются современные инфраструктурные факторы, включая мобильность населения через различные средства транспорта (автомобиль, автобус, поезд, самолет), что, по сути, будет определять различные слои в сетевом описании связанности. Далее, необходимо учитывать неоднородность популяции с наличием “суперзаразителей” – хабов в популяционной сети. К ним относятся как люди, входящие в контакт с большим количеством других людей и/или имеющие большое время экспозиции вируса в длительном контакте. Это, например, люди, выполняющие свой служебный долг (медики, полицейские и др.), так и работающие люди (например, кассиры и охранники в супермаркетах, водители автобусов, таксисты и др.). Кроме того, на уровне локальных популяций (здание, город) существуют чисто инфраструктурые коммуникации (вентиляционные системы, канализация и т.д.), обеспечивающие возможность скрытой экспозиции вируса между людьми без непосредственного контакта между ними.
Для учета вышеперечисленных особенностей в данном проекте мы предлагаем уйти от построения единой уникальной модели, учитывающей все факторы и разработать комплекс модельных решений на различных пространственных масштабах (город, регион, страна, континент), настраиваемых с учетом индивидуальных особенностей территорий с различными уровнями детализации. В качестве математических решений мы будем отталкиваться как от классических популяционных моделей (типа SIR), так и строить мультиагентные системы, в частности, для локальных популяций (район, город).

Координатор проекта

д.ф-м.н. Казанцев Виктор Борисович(kazantsev@yandex.ru)