數(shù)字孿生城市建設(shè)為疫情防治提供精準(zhǔn)打擊武器
如何在與傳染病長期戰(zhàn)斗中,未雨綢繆、備戰(zhàn)備荒,打造利器??
宅家半個(gè)月,關(guān)于疫情的海量信息轟炸。在為醫(yī)護(hù)和社區(qū)一線工作人員點(diǎn)贊的同時(shí),深感加強(qiáng)“數(shù)字孿生城市”新基礎(chǔ)建設(shè),加強(qiáng)城市疫情防控?cái)?shù)字孿生體建設(shè),十分必要且大有可為??偨Y(jié)一些要點(diǎn)拋磚如下:
?1.??????疫情應(yīng)急防控模型的建立
傳染病控制的核心模型是大家所熟知的“控制傳染源”、“阻斷傳播渠道”和“保護(hù)易感人群”三步曲。然而落實(shí)到具體可實(shí)操的程度,還有大量問題需要考慮和補(bǔ)充,例如如何發(fā)現(xiàn)新的疾病及其傳播特征、疫情防控過程所需要的醫(yī)療資源和物資儲備、信息公開和輿情監(jiān)控等等,這些都是影響決策和實(shí)操方案的關(guān)鍵要素。
同時(shí)由于病毒傳播指數(shù)增長的特性,信息瞬息萬變,時(shí)間就是生命。這些數(shù)據(jù)還應(yīng)能夠迅速采集和整合起來,支持各種傳播模型下的模擬仿真和趨勢預(yù)測,并且按對病研究程度的加深不斷反饋修正。多種數(shù)據(jù)有序的整合和展現(xiàn)出來,必要時(shí)進(jìn)行沙盤模擬,支持決策者作出最優(yōu)決策。從而避免在一切不可收拾的情況下,采取最決絕悲壯的封城手段。
?
從以社區(qū)疫情防治工作的復(fù)雜性看大數(shù)據(jù)需求,這還只是整個(gè)疫情防治體系的九牛一毛(源自人民日報(bào))
?
而下文所描述的這些內(nèi)容,都應(yīng)該成為疫情防控模型中的重要參數(shù),可能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
?
2.??????早期精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)新的疾病及其傳播特征
首先是如何從海量的病例中發(fā)現(xiàn)一種新的疾病,明確其診斷特征;而傳播途徑和潛伏期是控制傳播的最重要參數(shù),這些數(shù)據(jù)是隨著對病毒的認(rèn)識逐步清晰的,而且可能隨著病毒變異而改變。
對于一種新的病毒來說,早期的病例往往都是零散而個(gè)別的,等到引起公眾注意都已經(jīng)到了相當(dāng)傳播程度。病毒從哪里來,是否具有人際傳染性、傳染性如何、致死率如何往往都是不清楚的,而這些恰恰是決策是否對外公開和采取隔離措施的關(guān)鍵要素。
其結(jié)果要么是“虛報(bào)”造成恐慌、現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)損失和信譽(yù)損失,要么是遲報(bào)以至于無法收拾,從過往案例看決策者在信息不全下往往賭后者。
對于病毒及其特性的研判屬醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域?qū)I(yè)范疇,不在此討論。而數(shù)字孿生城市的價(jià)值在于穿透行政層級和層層上報(bào)機(jī)制,通過AI在茫茫病例大海中把疫情苗頭識別和曲線拐點(diǎn)直觀展示出來,使決策者可以全局的看到水面以下的冰山,引起重視。
電影中的美國疾病控制中心CDC,源自《傳染病》
?
3.??????控制傳染源
對于傳染源的控制包括患者(確診人員)、疑似患者和密切接觸者,需要采取不同級別的隔離措施。實(shí)際操作中,具體還有細(xì)分,例如本次新冠肺炎還存在“CT檢驗(yàn)高度疑似但是核酸陰性者”、“核酸陽性但無癥狀者”、“病毒超級攜帶者”、以及不同級別的密切接觸者等等,帶來操作的復(fù)雜性。
如何快速追溯患者和疑似患者的行動軌跡及接觸范圍,快速定位密切接觸者,就變得刻不容緩。
就診和隔離需要資源保障,這些人員的數(shù)量變化之間具有某種傳導(dǎo)關(guān)系,也需要進(jìn)行預(yù)測、資源安排、隔離期間監(jiān)控、動態(tài)統(tǒng)計(jì)和評估。
?
2020年1月“武漢遷入規(guī)?!陛^大城市人口流動聯(lián)系圖
節(jié)點(diǎn)大小代表遷入人口規(guī)模,顏色表示遷徙族群(源自清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)院)
?
同時(shí)對于海量的居家隔離人員,如何確保隔離效果,如何區(qū)分隔離期滿人員,也帶來巨大挑戰(zhàn)。阿里和騰訊分別推出了“健康碼”產(chǎn)品,已在潛在傳染源人員管理方面邁出了可貴的一步,但在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、全國認(rèn)可度等方面仍有很大距離。
?
手機(jī)里安裝的N個(gè)健康碼、復(fù)工和小區(qū)理發(fā)預(yù)約等APP(源自手機(jī)和網(wǎng)絡(luò))
?
4.??????阻斷傳播渠道
這是控制疾病傳播最有效的途徑,在沒有特效藥或疫苗的情況下甚至是唯一方法。但是“封城封區(qū)”、“阻斷交通”和“停工停產(chǎn)”也是最為消耗社會資源和經(jīng)濟(jì)代價(jià)巨大的行為和決策,可否采取更為精準(zhǔn)化的措施?
傳播渠道溯源需要進(jìn)行流行病學(xué)調(diào)查,但現(xiàn)在往往還處于“專案組破案”和“懸賞通緝”的原始時(shí)代。
?
原始的“懸賞通緝”式流調(diào)方式和超級傳播者的威力(源自網(wǎng)絡(luò))
?
事實(shí)上現(xiàn)在通過實(shí)名制購票,民航和鐵路掌握了精確的乘客出行信息,通信公司也掌握了精確到幾百米范圍的基站連續(xù)登錄信息。在對“疑似人員”進(jìn)行識別和追溯后,整合這些信息將可能發(fā)出更為精準(zhǔn)的警報(bào)信息和管控措施。
當(dāng)然實(shí)現(xiàn)上還需要解決大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)知識產(chǎn)權(quán)、法律隱私保護(hù)和倫理等系列問題。
近期境外輸入病例已經(jīng)成為疫情防控的重點(diǎn),新聞報(bào)道說將“加強(qiáng)入境人員的大數(shù)據(jù)分析”,應(yīng)該已經(jīng)開始展開這方面的信息整合工作。
?
大數(shù)據(jù)高風(fēng)險(xiǎn)航班分析(源自飛友科技)
?
5.??????保護(hù)易感人群
對抗傳染病最有效的武器是疫苗。不同的傳染病有不同的疫苗,而疫苗的有效期也各不相同。除計(jì)劃內(nèi)免疫普遍接種的疫苗外,去往特殊風(fēng)險(xiǎn)的地區(qū),也需要接種特定的疫苗,例如黃熱病、霍亂和瘧疾等等.
因此人群的免疫抵抗能力是不同的,特別是除疫苗外,還與人員的年齡、基礎(chǔ)疾病等健康狀況有關(guān)。傳統(tǒng)上通過“小黃本”進(jìn)行免疫記錄,但信息十分有限。政府建立公眾個(gè)人健康和免疫信息的記錄,將有助于采取提前預(yù)警和差異化預(yù)防措施。
?
WHO對于疫情高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)的預(yù)防接種要求以剛果為例(源自IATA)
?
6.??????輿情監(jiān)控和疫情披露
信息封鎖意味著謠言和恐慌,古今中外,概莫能外。
在疫情之初,“網(wǎng)絡(luò)求救”的輿情如何引起重視。這不光是武漢早期有,世界很多地方都已出現(xiàn)。而對于印度之類國家政令止于縣、縣級以下全憑自治的地方可能更具價(jià)值。
此前中國疾病預(yù)防中心在內(nèi)的傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)控制和預(yù)防(CDC)通常依賴于醫(yī)生和實(shí)驗(yàn)室提交的臨床,病毒學(xué)和微生物學(xué)數(shù)據(jù)。由于時(shí)間和資源的限制,缺乏報(bào)告系統(tǒng)的操作知識以及這些系統(tǒng)中的法規(guī),暴發(fā)事件與其報(bào)告之間存在嚴(yán)重的滯后現(xiàn)象。
平均而言,傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)告延遲約為兩周。而對傳染病而言兩周已經(jīng)是非常漫長的時(shí)間,足以讓大量人群感染。
隨著互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)的普及,越來越多的人使用社交媒體共享信息。在通過衛(wèi)生機(jī)構(gòu)和官方報(bào)告機(jī)構(gòu)進(jìn)行報(bào)告之前,一個(gè)事件可能已經(jīng)在社交媒體上發(fā)布了幾天甚至幾個(gè)月。
搜索引擎是各行各業(yè)人們獲取健康信息的重要來源。依次分析搜索行為對檢測和跟蹤新興疾病提供了新穎且經(jīng)濟(jì)的方法,并已成功用于SARS ,流感,登革熱等眾多案例中。
?
SARS(藍(lán)色)和非典(紅色)微信搜索指數(shù)
(源自西安交通大學(xué)附屬第二醫(yī)院論文,WeChat, a Chinese socialmedia, may early detect the SARS-CoV-2 outbreak in 2019)
?
可以看到“SARS”跟“非典”這兩個(gè)關(guān)鍵詞的微信搜索指數(shù)在疾病爆發(fā)前都已經(jīng)有了征兆,以“非典”指數(shù)為例在12月15日后持續(xù)活躍,比官方宣布存在新型冠狀病毒肺炎的日期提早了2周。
?
而疫情之中,確診病例和疑似病例的發(fā)展趨勢和活動范圍,如何給予公眾提示和信心?數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性、易讀性和發(fā)布渠道及其權(quán)威性,無不考驗(yàn)著城市乃至國家數(shù)據(jù)基礎(chǔ)建設(shè)的水平。
?
不同的數(shù)據(jù)通報(bào)方式大家感受下(源自網(wǎng)絡(luò))
基于模型數(shù)據(jù)整合的價(jià)值
2月以來新冠病毒造成全國接近停擺,疫情防控也從最初的各自為政手忙腳亂到現(xiàn)在聯(lián)防聯(lián)控秩序井然,終于勝利在望。
過程中也可以看到信息化應(yīng)用的程度不斷提高,從最初的單點(diǎn)應(yīng)用到逐漸整合,發(fā)揮的價(jià)值越來越大,IT和DT從業(yè)人員也在戰(zhàn)疫中貢獻(xiàn)著自己的力量。
智慧醫(yī)療、智慧社區(qū)、智慧交通、智慧通信等等都是傳統(tǒng)智慧城市建設(shè)的重要組成部分,能在短短一個(gè)多月中開發(fā)如此規(guī)模的APP抗疫應(yīng)用,也顯示著我們在智慧城市建設(shè)中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集(“數(shù)化”)方面已經(jīng)具備了很好的基礎(chǔ)。
?
傳統(tǒng)智慧城市與數(shù)字孿生城市數(shù)據(jù)的不同應(yīng)用特征
(源自安世亞太《數(shù)字孿生體技術(shù)白皮書》)
?
在人類與傳染病毒的長期共存和隨時(shí)戰(zhàn)斗中,如果充分分析和總結(jié)本次抗疫全民戰(zhàn)爭的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),建立更適合國情的全面疫情防控模型,在智慧城市各板塊的基礎(chǔ)上通過“互動”,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“先知”、“先覺”和“共智”,是一個(gè)值得深入探討和實(shí)踐的課題,數(shù)字孿生城市建設(shè)必將成為疫情防治的利器。