支持室内呼吸道疾病传播模拟的多层次人地关系建模研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41201396
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0114.地理信息学
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

The modeling approaches for propagation simulation of respiratory disease are to be studied at the micro indoor scale. The contents of this proposal are composed of 3 parts, which are "spatial relationship", "social relationship", and "propagation relationship". Firstly, a dynamical human-environment-coupled spatial topological model was proposed, for the special characteristics that the indoor space is divided into several sub-spaces by boundary of rooms. Based on that, an optimal algorithm for neighbors finding was proposed. Secondly, the concept of "group" was introduced to ensure the marching behavior more realistic, based on which a revised algorithm of marching model was proposed considering the social relationship between agents. Thirdly, because human and the environment can influence each other in the micro indoor scale, the "environment" was treated as a special propagation channel of respiratory disease. A human-environment-integrated disease propagation model was thus proposed considering both synchronous and asynchronous transmission. The propagation generation network could then be built up so that the overall characteristics of the respiratory disease can be abstracted and analyzed more easily. Finally, a virtual experiment platform for respiratory disease propagation simulation at the indoor level will be designed and developed, and a series of experiments will then be carried out based on the platform, the models, as well as the algorithms proposed in this proposal. The research of disease simulation and virtual experiments based on multi-agent can be promoted by the proposal, as well as the medical geography at the disciplinary level.
本申请着眼于"室内"微观地理尺度,从"人地关系"的视角,研究呼吸道疾病传播模拟的建模方法。研究从"空间关系"、"社会关系"和"传播关系"三个层次展开。(1)针对"室内"空间被物理隔离的特点,构建人地耦合的动态空间拓扑模型,研究考虑空间拓扑关系的智能体邻居优化搜索算法;(2)考虑社会关系的因素,引入群组的概念,使智能体出行结构更相似于现实;依据社会关系的远近,研究基于吸引力和排斥力的智能体出行行为修正算法;(3)在传播关系上,考虑微观尺度下人地相互影响的特点,将"地"作为疾病传播的一种节点,构建同步传播与异步传播共同作用下的疾病传播模型和人地一体化的疾病传播代系网络,从传播关系的视角,分析疾病传播的特征。最后,研发虚拟实验平台,设计虚拟实验,验证本申请的模型和方法。本申请可促进疾病传播模拟和虚拟实验方法的进一步深入,在学科层次,可促进地理学与公共卫生领域研究方法的交叉,推动医学地理学的发展。

结项摘要

呼吸道传染病是危害人的健康安全的重要因素之一。其传播过程及机理的研究,将有助于把握传染病的传播规律,为相关部门控制传染病的蔓延提供科学的决策依据。本项目着眼于“室内”微观地理尺度,从“人地关系”的地理学视角,研究呼吸道疾病传播模拟的建模方法。. 本项目的主要研究内容为:(1)空间关系方面,构建人地耦合的空间拓扑模型,研究考虑空间拓扑关系的智能体邻居优化搜索算法;(2)社会关系方面,依据社会关系的远近,研究基于吸引力和排斥力的智能体出行行为修正算法;(3)传播关系方面,考虑微观尺度下人地相互影响的特点,将“地”作为疾病传播的一种节点,构建同步传播与异步传播共同作用下的疾病传播模型。. 本项目取得的重要研究成果为:(1)提出了人地耦合的空间投影场模型,将室内人群及其行为、室内建筑及其拓扑关系都动态映射为投影场中,依据空间关系,建立人地时空拓扑模型,并基于投影场模型提出考虑视域范围的智能体邻居快速搜寻算法;(2)基于修正的社会力模型,提出考虑碰撞预测(包括人人碰撞、人地碰撞)的智能体出行行为算法,基于此,发展出了典型区域内的人群行为模型;(3)从地理学的角度,将“人”、“地”都纳入传播载体,提出了考虑同步传播和异步传播的微观尺度下人地一体化呼吸道疾病传播模型;(4)基于以上关键算法,研发出了室内呼吸道疾病传播模拟的原型系统,并以SARS传播为例,实施了虚拟传播实验,并与实测数据进行对比,证明了本申请所提算法的正确性和可行性;同时,本申请所提的虚拟实验方法还具有安全的特点。. 本项目的研究对微观室内人群行为、微观疾病传播的新型研究方法的探索,对虚拟地理实验方法、医学地理学和面向人的地理信息科学均有推进;本项目的研究,尤其是关键模型和算法,可供后续研究者借鉴和参考。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Simulation and analysis of individual trampling risk during escalator transfers
自动扶梯换乘过程中个体踩踏风险模拟分析
  • DOI:
    10.1016/j.physa.2014.03.071
  • 发表时间:
    2014-08
  • 期刊:
    Physica A: Statistical Mechanics and Its Applications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ping Yu;Shen Shen;Rong Li;Qishen Duan
  • 通讯作者:
    Qishen Duan
The Trace Model: A model for simulation of the tracing process during evacuations in complex route environments
追踪模型:模拟复杂路线环境下疏散时的追踪过程的模型
  • DOI:
    10.1016/j.simpat.2015.09.011
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Simulation Modelling Practice and Theory
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Li Wenhang;Li Yi;Yu Ping;Gong Jianhua;Shen Shen
  • 通讯作者:
    Shen Shen
Simulation and analysis of congestion risk during escalator transfers using a modified social force model
使用改进的社会力模型模拟和分析自动扶梯换乘过程中的拥堵风险
  • DOI:
    10.1016/j.physa.2014.10.044
  • 发表时间:
    2015-02-15
  • 期刊:
    PHYSICA A-STATISTICAL MECHANICS AND ITS APPLICATIONS
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Li, Wenhang;Gong, Jianhua;Duan, Qishen
  • 通讯作者:
    Duan, Qishen
Improved Cubemap model for 3D navigation in geo-virtual reality
改进了地理虚拟现实中 3D 导航的立方体贴图模型
  • DOI:
    10.1080/17538947.2014.947339
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    International Journal of Digital Earth
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Qishen Duan;Jianhua Gong;Wenhang Li;Shen Shen;Rong Li
  • 通讯作者:
    Rong Li

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其他文献

超大规模分布式虚拟环境中的分布式场景图
  • DOI:
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  • 发表时间:
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    --
  • 作者:
    王少荣;汪国平;李胜;李文航;逯斌
  • 通讯作者:
    逯斌
一种面向DVGE的移动Agent计算模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    武汉大学学报(信息科学版). 32(4). 336-339,2007.(EI索引号072310634408)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱军;龚建华;林珲;李文航
  • 通讯作者:
    李文航
增强地理环境中过程可视化方法——以人群疏散模拟为例
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    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    龚建华;李文航;张国永;申申;黄琳;孙麇
  • 通讯作者:
    孙麇
面向移动的协同虚拟地理研讨室
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    武汉大学学报(信息科学版). 32(9). 817-820,2007
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李文航;龚建华;张利辉;周洁萍
  • 通讯作者:
    周洁萍

其他文献

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李文航的其他基金

地下空间中密集人群应急疏散过程的时空建模与模拟——以地铁站为例
  • 批准号:
    41971361
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    57 万元
  • 项目类别:
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多层建筑内火灾应急疏散的时空过程建模与模拟——以学校为例
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    41571393
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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