Это приложение моделирует динамику распространения эпидемий и пандемий с помощью модели взаимодействующих частиц.

Люди представлены шариками, которые взаимодействуют друг с другом и могут передавать болезни от одного человека к другому.

Есть шесть статусов:

Это приложение моделирует динамику распространения инфекционных заболеваний на основе модели, аналогичной SIR — Susceptible, Infected and Recovered.

Сначала частицы задаются случайными положениями и скоростями.

Начальное состояние:

• 1 человек инфицирован, без симптомов (нулевой пациент).
• N-1 человек не заражены.

Каждое взаимодействие между частицами, соответствующее наложению двух шариков, может привести к передаче от заражённого человека к незараженному.

При возникновении инфекции возможны три варианта: заражённый без симптомов, с лёгкими симптомами и с тяжёлыми симптомами. Мы считаем, что даже бессимптомные люди могут передавать болезнь.

У инфицированных с тяжёлыми симптомами скорость снижается до нуля, что соответствует пребыванию в больнице.

Через определённый период времени выздоравливают бессимптомные и инфицированные с лёгкими симптомами. Они приобретают иммунитет к повторному заражению.

По истечении того же периода у заражённых с тяжёлыми симптомами возможны либо смерть, либо выздоровление, также с приобретением иммунитета.

Модели:

• Идеальный газ: частицы выполняют равномерное прямолинейное движение.
• Случайное блуждание: частицы движутся, а направление их движения в каждый момент меняется случайным образом.

Типы границ:

• Закрытая: частицы упруго отражаются от четырёх стен. В этом случае развитие эпидемии во многом зависит от исходного положения нулевого пациента.
• Открытая: частицы, покидая область с одной стороны, возвращаются с противоположной стороны. В этом случае развитие эпидемии не зависит от исходного положения нулевого пациента.

Читать далее: