Μοντέλα προσομοίωσης στο διαδίκτυο για την εξάπλωση της πανδημίας Covid 19.
Φόρτωση...
Ημερομηνία
2025-03-31
Συγγραφείς
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
ΕΛΜΕΠΑ, Σχολή Επιστημών Διοίκησης και Οικονομίας (ΣΕΔΟ), ΠΜΣ Διοίκηση και Ψηφιακός Μετασχηματισμός
Επιβλέπων
Περίληψη
Η μοντελοποίηση της παγκόσμιας πανδημίας COVID 19 συμβάλλει στην ποσοτική κατανόηση των διαδικασιών και των χαρακτηριστικών διάδοσης της και στην εκτίμηση του αντίκτυπου σε κοινωνικοοικονομικό επίπεδο των υιοθετηθέντων μέτρων πρόληψης και ελέγχου της μόλυνσης του κορονοϊού SARS-CoV-2.Ακολουθώντας μια παραγωγική λογική από το γενικό στο ειδικό, το ερευνητικό νήμα αρχίζει να ξετυλίγεται από τους απαραίτητους ορισμούς της επιστήμης της Επιδημιολογίας, την φύση τις κατηγορίες, τους κινητήριους παράγοντες και ιστορικά παραδείγματα των πανδημιών, τους τύπους και τα συμπτώματα της οικογένειας των κορονοϊών, το χρονολόγιο εξέλιξης της πανδημίας COVID 19 στον πλανήτη και στην Ελλάδα καθώς και τις επιπτώσεις της, θετικές και αρνητικές, σε διάφορους τομείς της οικονομίας και της κοινωνίας. Ιδιαίτερη μνεία αρχικά γίνεται στην αναγκαιότητα χρήσης της προσομοίωσης και τους διάφορους τύπους μοντέλων που χρησιμοποιούνται για διαφορετικά αντικείμενα και φάσεις της πανδημίας. Ακολουθεί μια ουσιαστική βουτιά στο θεωρητικό υπόβαθρο της επιστήμης της Επιδημιολογίας, για την καταγραφή των βασικών επιδημιολογικών παραμέτρων, των επιδημιολογικών μοντέλων μελέτης πανδημιών (SIR, SEIR) και των παραλλαγών τους, καθώς και των τριών τύπων μοντελοποίησης της εξάπλωσης της πανδημικής μόλυνσης με χρήση μοντέλων διαμοιρασμού, μοντέλων μεταπληθυσμού και μοντέλων με πράκτορες. Στη συνέχεια
περιγράφονται οι διαφορετικές κατηγορίες μη φαρμακευτικών παρεμβάσεων (NPIs) που εφαρμόστηκαν για να σταματήσει η εξάπλωση του COVID 19, οι πολιτικές προστασίας της δημόσιας υγείας «Flattening the Curve» και «Raise the Line», τα προγράμματα εμβολιασμού και το διεθνές Project OxCGRT σχετικά με την καταγραφή των υιοθετηθέντων NPIs από τις εθνικές κυβερνήσεις, υπό την αιγίδα του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης. Επόμενο βήμα στην έρευνα καταλαμβάνει η περιγραφή των διαστάσεων των μοντέλων προσομοίωσης της πανδημίας, που αναλύονται στους τύπους των δεδομένων που χρησιμοποιούνται, στους φορείς χρηματοδότησης της έρευνας, στα δεδομένα ανοικτού κώδικα και τις πηγές τους σε παγκόσμιο και Ευρωπαϊκό επίπεδο. Ακολούθως παρατίθενται σε επιγραμματική μορφή τα διαδικτυακά μοντέλα προσομοίωσης της πανδημίας COVID 19, είτε απλού απεικονιστικού χαρακτήρα είτε πιο σύνθετου χαρακτήρα, με την χρήση δεδομένων εισόδου με επιδημιολογικές παραμέτρους και παραμέτρους παρεμβάσεων για την εξαγωγή αποτελεσμάτων πρόβλεψης και αξιολόγησης. Το κύριο κεφάλαιο μεθοδολογίας εν αρχή πραγματεύεται τον σχεδιασμό και την λειτουργία του διαδικτυακού μοντέλου CovidSIM 2.1 που χρησιμοποιήθηκε στην έρευνα για τις τρεις χώρες (Ελλάδα, Ιταλία και Σουηδία), οι οποίες αντιμετώπισαν την εξάπλωση της πανδημίας εντός χρονικής περιόδου ενός έτους από την εμφάνιση του πρώτου θετικού κρούσματος. Μετά από την απεικόνιση με σχεδιαγράμματα των εμπειρικών δεδομένων εξέλιξης της πανδημίας και την παράθεση του ιστορικού και των συνθηκών ανταπόκρισης των κυβερνήσεων των τριών χωρών απέναντι στον επιπολασμό της πανδημίας μέσα από επιλεγμένη επιστημονική βιβλιογραφία, ακολουθεί με στατιστικό έλεγχο t-Test η αξιολόγηση των εμπειρικών δεδομένων των εναλλακτικών σεναρίων των τριών ερευνητικών υποθέσεων της εργασίας, για
την ακρίβεια της πρόβλεψης της πορείας της πανδημίας COVID 19 και την αξιολόγηση εναλλακτικών σεναρίων μη φαρμακευτικών παρεμβάσεων NPIs. Το γενικό συμπέρασμα που προκύπτει αβίαστα από την έρευνα είναι ότι το Online μοντέλο προσομοίωσης CovidSIM 2.1 δικαιώνει πλήρως τον αρχικό σχεδιασμό του, ως πιο κατάλληλο και αποτελεσματικό εργαλείο αποτίμησης του κινδύνου εξάπλωσης της πανδημίας στις τρεις
χώρες μέσα από την αξιολόγηση των επιπτώσεων διαφορετικών σεναρίων NPIs σε αθροιστικούς θανάτους από την πανδημία COVID 19 παρά ως ακριβές εργαλείο πρόβλεψηςτης πορείας της πανδημίας. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τα διαφορετικά σενάρια και στις τρεις χώρες τις περισσότερες φορές έχουν λογική βάση και είναι αναμενόμενα, αν και δεν εκλείπουν οι ανορθόδοξες περιπτώσεις που χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης. Αν και η εφαρμογή του μοντέλου CovidSIM 2.1 παρουσιάζει προβλήματα και περιορισμούς εξαιτίας του ατελούς σχεδιασμού του ή της ένδειας κατάλληλων δεδομένων, παρόλα αυτά δεν
μειώνεται η χρηστική του αξία ως εργαλείου υποστήριξης λήψης αποφάσεων. Εν κατακλείδι,με στόχο την συνέχιση της έρευνας στο μέλλον με διαφορετικές χώρες ή θεματικά αντικείμενα, συζητιέται η μοντελοποίηση της πανδημίας COVID 19 μέσα από άλλες μεθόδους πλην της προσομοίωσης και η αυξανόμενη χρήση της Τεχνητής Νοημοσύνης. Συζητιούνται παράλληλα, η σημερινή κατάσταση στον απόηχο της πενταετούς επετείου της πανδημίας COVID 19 και η έλευση της επόμενης πανδημίας Χ, η οποία αχνοφαίνεται στον εγγύς χρονικό ορίζοντα και απαιτεί την παγκόσμια εγρήγορση και ετοιμότητα.
Modeling of the global COVID 19 pandemic contributes to the quantitative understanding of the processes and characteristics of its diffusion and to the assessment of the impact at the socio-economic level of the adopted measures for the prevention and control of the SARS CoV-2 coronavirus infection.Following a productive logic from the general to the specific, the research thread begins to unravel from the necessary definitions of the science of Epidemiology, the nature, the categories, the driving factors and the historical examples of pandemics, the types and symptoms of the coronavirus family viruses, the timeline of the evolution of the COVID 19 pandemic on the planet and in Greece, as well as its effects, positive and negative, in various sectors of the economy and society. Special mention is initially made of the necessity of using simulation and the various types of models used for different objects and phases of the pandemic.Here is a substantial dive into the theoretical background of the science of Epidemiology, to record the basic epidemiological parameters (R0, Rt), the epidemiologic models (SIR, SEIR) and their variants for the study of pandemics, and the three types of modeling the propagation of COVID 19 pandemic, using Compartment Models, Metapopulation Models and Agent based models. The different categories of non-pharmaceutical interventions (NPIs) implemented to stop the diffusion of COVID 19, the public health protection policies “Flattening the Curve” and “Raise the Line”, the vaccination programs and the international Project OxCGRT on the recording of NPIs adopted by national governments under the auspices of the University of Oxford, are then described.The next step in the research is the description of the dimensions of the pandemic simulation models, which are analyzed in the types of data used, the research funding bodies, the open source data and their sources at the global and European level. Below are listed in epigrammatic form the online simulation models of the COVID 19 pandemic, whether simple illustrative or more complex, using input data with epidemiological and intervention parameters to derive prediction and assessment results.The main methodology chapter first discusses the design and operation of the online model CovidSIM 2.1 used in the research for the three countries (Greece, Italy and Sweden), which faced the spread of the pandemic within a period of one year from the appearance of the first positive case. After illustrating with diagrams the empirical data of the evolution of the pandemic and the presentation of the history and conditions of the response of the governments of the three countries to the prevalence of the pandemic through selected scientific bibliography, the evaluation of the empirical data of the alternative scenarios of the three research hypotheses of the work follows with a t-Test statistical test, for the accuracy of the prediction of the course of the COVID 19 pandemic and the evaluation of alternative scenarios of non-pharmaceutical interventions NPIs. The general conclusion that emerges effortlessly from the research is that the online simulation model CovidSIM fully justifies its initial design as a more appropriate and effective tool for assessing the risk of the spread of the pandemic in the three countries through the evaluation of the impacts of different NPIs scenarios on cumulative deaths from the COVID 19 pandemic rather than as an accurate tool for predicting the course of the pandemic. The results obtained from the different scenarios in all three countries most of the time have a logical basis and are expected, although there are unorthodox cases that need further investigation. Although the application of the model CovidSIM 2.1 presents problems and limitations due to its imperfect design or the lack of appropriate data, its useful value as a decision support tool is not diminished. In conclusion, with the aim of continuing research in the future with different countries or thematic subjects, the modeling of the COVID 19 pandemic through methods other than simulation and the increasing use of Artificial Intelligence are discussed At the same time, the current situation in the wake of the five-year anniversary of the COVID 19 pandemic and the advent of the next pandemic X, which looms in the near future and requires global vigilance and preparedness, are discussed.
Modeling of the global COVID 19 pandemic contributes to the quantitative understanding of the processes and characteristics of its diffusion and to the assessment of the impact at the socio-economic level of the adopted measures for the prevention and control of the SARS CoV-2 coronavirus infection.Following a productive logic from the general to the specific, the research thread begins to unravel from the necessary definitions of the science of Epidemiology, the nature, the categories, the driving factors and the historical examples of pandemics, the types and symptoms of the coronavirus family viruses, the timeline of the evolution of the COVID 19 pandemic on the planet and in Greece, as well as its effects, positive and negative, in various sectors of the economy and society. Special mention is initially made of the necessity of using simulation and the various types of models used for different objects and phases of the pandemic.Here is a substantial dive into the theoretical background of the science of Epidemiology, to record the basic epidemiological parameters (R0, Rt), the epidemiologic models (SIR, SEIR) and their variants for the study of pandemics, and the three types of modeling the propagation of COVID 19 pandemic, using Compartment Models, Metapopulation Models and Agent based models. The different categories of non-pharmaceutical interventions (NPIs) implemented to stop the diffusion of COVID 19, the public health protection policies “Flattening the Curve” and “Raise the Line”, the vaccination programs and the international Project OxCGRT on the recording of NPIs adopted by national governments under the auspices of the University of Oxford, are then described.The next step in the research is the description of the dimensions of the pandemic simulation models, which are analyzed in the types of data used, the research funding bodies, the open source data and their sources at the global and European level. Below are listed in epigrammatic form the online simulation models of the COVID 19 pandemic, whether simple illustrative or more complex, using input data with epidemiological and intervention parameters to derive prediction and assessment results.The main methodology chapter first discusses the design and operation of the online model CovidSIM 2.1 used in the research for the three countries (Greece, Italy and Sweden), which faced the spread of the pandemic within a period of one year from the appearance of the first positive case. After illustrating with diagrams the empirical data of the evolution of the pandemic and the presentation of the history and conditions of the response of the governments of the three countries to the prevalence of the pandemic through selected scientific bibliography, the evaluation of the empirical data of the alternative scenarios of the three research hypotheses of the work follows with a t-Test statistical test, for the accuracy of the prediction of the course of the COVID 19 pandemic and the evaluation of alternative scenarios of non-pharmaceutical interventions NPIs. The general conclusion that emerges effortlessly from the research is that the online simulation model CovidSIM fully justifies its initial design as a more appropriate and effective tool for assessing the risk of the spread of the pandemic in the three countries through the evaluation of the impacts of different NPIs scenarios on cumulative deaths from the COVID 19 pandemic rather than as an accurate tool for predicting the course of the pandemic. The results obtained from the different scenarios in all three countries most of the time have a logical basis and are expected, although there are unorthodox cases that need further investigation. Although the application of the model CovidSIM 2.1 presents problems and limitations due to its imperfect design or the lack of appropriate data, its useful value as a decision support tool is not diminished. In conclusion, with the aim of continuing research in the future with different countries or thematic subjects, the modeling of the COVID 19 pandemic through methods other than simulation and the increasing use of Artificial Intelligence are discussed At the same time, the current situation in the wake of the five-year anniversary of the COVID 19 pandemic and the advent of the next pandemic X, which looms in the near future and requires global vigilance and preparedness, are discussed.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
πανδημία Covid 19, μοντέλα προσομοίωσης, επιδημιολογικά μοντέλα, ανοικτά δεδομένα, μη φαρμακευτικές παρεμβάσεις (NPIs), διαδικτυακό μοντέλο CovidSIM, covid 19 pandemic, simulation models, epidemiological models, open data, non-pharmaceutical interventions NPIs, online model CovidSIM