【天天新要闻】新型冠状病毒感染在城市内的传播规律与影响因素研究｜npj Urban Sustainability

(相关资料图)

过去3年，新型冠状病毒感染在世界范围内多次蔓延，对人们的健康和财产产生巨大威胁。详细深入分析新型冠状病毒感染在城市内的传播规律与影响因素，能够支撑起城市内的精细化管理与资源调配，是新型冠状病毒感染疫情防控的重要手段。已有研究主要基于宏观尺度分析了特定疫情防控措施对传染率的影响，但这显然难以实现精准防控。浙江大学研究团队在npj Urban Sustainability上发表了题为“A General Urban Spreading Pattern of COVID-19 and Its Underlying Mechanism”的最新研究成果。这项工作基于中国9个城市内的实时监测数据，通过分析确诊人员的时空轨迹分布，重现了城市内疫情传播的细粒度时空扩散过程。基于此，作者们发现了疫情传播在所有城市中的普遍规律：在时间上，所有确诊人员的平均经纬度坐标与时间无关，即疫情传播有一个稳定的传播中心；在空间上，区域内新增确诊病例数与该区域到传播中心的距离符合幂律分布；不同城市间，平均出行距离越长，疫情传播范围扩散速度越快，确诊病例在城市内越分散。通过Kendall model，研究者较为准确的复现了新型冠状病毒感染在城市内从传播到控制的全过程时空分布，并通过不同城市间的模型参数，比较了不同管制措施对疫情传播的影响，对政策制定与精准防控提供了指导意义。

图一 | 武汉、北京与乌鲁木齐的新型冠状病毒感染时空传播过程。（a）可视化武汉市在2020年1月22日至2020年2月27日的疫情时空传播过程；（b）可视化北京市在2020年6月13日至2020年7月10日的疫情时空传播过程；（c）可视化乌鲁木齐市在2020年7月20日至2020年8月4日的疫情时空传播过程。

如图一所示，基于武汉、北京和乌鲁木齐确诊人员的出行轨迹，对城市不同区域疫情状况进行可视化，通过颜色深浅反应周边确诊人员数量，颜色越红对应周边确诊人员越多，颜色越绿对应周边确诊人员越少。研究发现，在整个疫情传播期间，在武汉，北京和乌鲁木齐市，所有确诊人员活动中心的平均经纬度与传播中心的平均距离分别为0.3km、0.4km与0.7km，说明疫情传播有一个稳定的传播中心；另一方面，定义传播半径为所有确诊人员到传播中心的平均距离，在武汉，北京，乌鲁木齐等9个城市内，传播半径均随着时间不断缓慢增长，其增长速率与城市内人员的平均出行距离具有强相关性。

图二 | 武汉、北京与乌鲁木齐确诊人员的空间分布。（a-c）分别为武汉、北京与乌鲁木齐确诊病例数可视化；（d-f）分别为武汉、北京与乌鲁木齐确诊人数与传播中心距离的函数关系。

为了分析疫情的空间分布规律，作者们将城市内的地理区域划分为1km*1km的离散网格。如图二所示，三维直方图分别用于描述武汉、北京和乌鲁木齐确诊人员的空间分布，其中每个柱状图的高度代表每个网格中的确诊数。研究发现，新型冠状病毒感染的空间分布规律与城市内人口流动具有密切联系，区域内新增确诊病例数与该区域到传播中心的距离符合幂律分布。通过人口流动数据分析，较为准确地复现了新型冠状病毒感染在城市内从传播到控制的全过程时空分布，并通过不同城市间的模型参数，比较了不同管制措施对疫情传播的影响，对政策制定与精准防控提供了指导。

关键词： 新型冠状病毒感染在城市内的传播规律与影响因素研究｜npj Urban Sustainability 疫情防控