Найти тему
Тесты обо всём!

Математическая модель коронавируса

Коронавирус перешагнул через 500 000 человек. Чего ждать?
Коронавирус перешагнул через 500 000 человек. Чего ждать?

Если мы внимательно посмотрим на графики, отражающие количество смертей и заболевших в абсолютном и процентном отношениях, то заметим (конечно, читателю наверняка хотелось бы самому на это взглянуть и убедиться. Однако это заняло бы очень много места и растянулась бы примерно на 2 статьи), что рост количества заболевших идет не по экспоненте. То есть все эти таблицы с экспоненциальным ростом, по которым через 2 месяца заболеют все жители Земли, не будут работать уже в ближайшее время.

Действительно, для моделирования общего количества зараженных лучше использовать сигмоиду, вроде такой
Действительно, для моделирования общего количества зараженных лучше использовать сигмоиду, вроде такой

Например это - график логистического уравнения или уравнения Ферхюльста. Обычно это уравнение описывает изменение популяции бактерий в чашке Петри или людей на Земле. Поэтому для вируса оно тоже подойдет.

Не будем вдаваться в подробности. Главное, что здесь 3 параметра и одна переменная t. Нужно найти максимально подходящие три параметра, используя официальные данные о зараженных.
Не будем вдаваться в подробности. Главное, что здесь 3 параметра и одна переменная t. Нужно найти максимально подходящие три параметра, используя официальные данные о зараженных.

Как можно заметить, в самом начале кривая количества заболевших похожа на экспоненту. Это уравнение тоже имеет такое свойство при малом t. Затем график постепенно выпрямляется (переходит в прямую) и выгибается в обратную сторону. В конце каждый день заражается все меньше и меньше людей из-за того, что все уже заболели или благодаря эффективным карантинным мерам. В любом случае график выходит на горизонтальную прямую и эпидемия заканчивается с общим количеством заболевших N.

Я использовал данные о количестве зараженных из сайта института Хопкинса этой функции таким образом, чтобы получить максимальное количество N, так, чтобы при этом ошибка модели не выходила за рамки реальных данных.

Вот, что из этого вышло
Вот, что из этого вышло

По данным на начало марта получалось, что количество зараженных будет в интервале от 29 до 101 тысячи человек с вероятностью 68%. По большей части эпидемия сейчас должна была уже подходить к концу. Это правда, но только для Китая. Пик заболеваемости пройден. Очаг заражения локализован. На 24 марта в КНР вылечились 456 пациентов. При этом заразились 78 человек, а погибли лишь семеро.

Но эпидемия уже далеко распространилась - она коснулась больше 500 000 человек. Кроме того, мы знаем лишь о тех людях, у кого подтвердили коронавирус. Ещё тысячи людей имеют бессимптомную инфекцию. Прогнозировать что-то при таком развитии очень сложно. Напомню, что это лишь математическая модель. Сильно упрощенная и недостаточно точная. Однако составлять такие модели важно: хоть они и не точны, но они позволяют избежать целого ряда неочевидных заблуждений.

В данном случае люди "тупо" рассмотрели линейную(!) функцию с коэффициентом 1.5. Ну а что?  В начале статистика ведь совпадала!
В данном случае люди "тупо" рассмотрели линейную(!) функцию с коэффициентом 1.5. Ну а что? В начале статистика ведь совпадала!

Это данные по прошлой эпидемии SARS. Как мы видим, тяжело свести эту зависимость к какой-то функции, о простейшей вроде экспоненты и речи не может быть
Это данные по прошлой эпидемии SARS. Как мы видим, тяжело свести эту зависимость к какой-то функции, о простейшей вроде экспоненты и речи не может быть

По традиции, призываю Вас быть спокойными и не бегать сломя голову. Но и пренебрегать правилами гигиены, конечно, нельзя. Здоровья всем!

Наука
7 млн интересуются