vitjВрач и информационные технологииMedical Doctor and Information Technologies1811-01932413-5208Pirogov National Medical and Surgical Center10.25881/18110193_2022_1_62vitj-157Research ArticleПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТPRACTICE EXPERIENCEМодель водной вспышки гепатита A на основе агентного подхода с применением пространственного анализа данных для решения эпидемиологических задач исследовательского и практического характераHepatitis A waterborne outbreak model using agent-based approach and location intelligence to solve research and practical epidemiological problemsШмырИ. С.ShmyrI. S.

Шмыр И.С.

Москва

Shmyr I.S.

Moscow

shmyr_is@mail.ruГерасимукЭ. Р.GerasimukE. R.

Герасимук Э.Р., к.м.н.

Дубна

Gerasimuk E.R., PhD

Dubna

ealita@mail.ruГалкинД. А.GalkinD. A.

Галкин Д.А.

Москва

Galkin D.A.

Moscow

АсатрянМ. Н.AsatryanM. N.

Асатрян М.Н., к.м.н.

Москва

Asatryan M.N., PhD

Moscow

m_asatryan@mail.ruЯкимцевД. В.YakimtsevD. V.

Якимцев Д.В.

Москва

Yakimtsev D.V.

Moscow

ЕршовИ. Ф.ErshovI. F.

Ершов И.Ф.

Москва

Ershov I.F.

Moscow

НиколаеваО. Г.NikolaevaO. G.

Николаева О.Г., к.м.н.

Москва

Nikolaeva O.G., PhD

Moscow

ПензинО. В.PenzinO. V.

Пензин О.В., к.м.н.

Москва

Penzin O.V., PhD

Moscow

oleg-v-penzin@yandex.ruСемененкоТ. А.SemenenkoT. A.

Семененко Т.А., д.м.н.

Москва

Semenenko T.A., Dr. Sci. (Medicine)

Moscow

ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи»РоссияN.F. Gamaleya Federal Research Centre for Epidemiology and MicrobiologyRussian FederationГосударственный Университет «Дубна»РоссияDubna State UniversityRussian FederationООО «Маркетинг Лоджик»РоссияMarketing Logic Russia LLCRussian FederationФГБУ «НМХЦ имени Н.И.Пирогова» Минздрава РФРоссияPirogov National Medical and Surgical CenterRussian Federation202206042025016271Copyright © Шмыр И.С., Герасимук Э.Р., Галкин Д.А., Асатрян М.Н., Якимцев Д.В., Ершов И.Ф., Николаева О.Г., Пензин О.В., Семененко Т.А., 20252025Шмыр И.С., Герасимук Э.Р., Галкин Д.А., Асатрян М.Н., Якимцев Д.В., Ершов И.Ф., Николаева О.Г., Пензин О.В., Семененко Т.А.Shmyr I.S., Gerasimuk E.R., Galkin D.A., Asatryan M.N., Yakimtsev D.V., Ershov I.F., Nikolaeva O.G., Penzin O.V., Semenenko T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vit-j.ru/jour/article/view/157

В статье приводится описание возможностей совместного использования агентного моделирования и пространственного анализа данных на основе геоинформационных технологий для решения эпидемиологических задач.

Существенным преимуществом такого подхода является возможность визуализации развития эпидемического процесса (вспышки гепатита А) на территории «цифрового двойника» города, приближенного к реальным условиям. Разработанный инструмент может быть использован как для решения исследовательских задач, так и в практических целях, в том числе для помощи в принятии управленческих решений.

Here we describe the possibilities of joint use of agent-based modeling and location intelligence based on geoinformation technologies for solving epidemiological problems.

This approach has an important advantage allowing close to real-life epidemic progression visualization (hepatitis A) in the “digital twin” of the city. The instrument we developed could be used for both research and practical purposes, as well as for managerial decision-making.

математическое моделированиеагентная модельгеоинформационные системыпространственный анализ данныхэпидемический процессгепатит Amathematical modelingagent-based modelgeographic information systemlocation intelligenceepidemic dynamicshepatitis AReferencesChowell G, Sattenspiel L, Bansal S, Viboud C. Mathematical models to characterize early epidemic growth: A review. Phys Life Rev. 2016; 18: 66-97. doi:10.1016/j.plrev.2016.07.005.Chowell G, Sattenspiel L, Bansal S, Viboud C. Mathematical models to characterize early epidemic growth: A review. Phys Life Rev. 2016; 18: 66-97. doi:10.1016/j.plrev.2016.07.005.Боев Б.В., Салман Э.Р., Асатрян М.Н. Применение компьютерного инструментария для прогнозирования водных вспышек гепатита А техногенного характера с оценкой эффективности мер противодействия // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. — 2010. — №3(52). — С.57-62.Boev BV, Salman ER, Asatryan MN. Application of computer tools for the prediction of water outbreaks of hepatitis A manmade with assessing the effectiveness of counteraction. Epidemiology and vaccinal prevention. 2010; 3(52): 57-62. (In Russ).Асатрян М.Н., Герасимук Э.Р., Логунов Д.Ю. и др. Прогнозирование динамики заболеваемости COVID-19 и планирование мероприятий по вакцинопрофилактике населения Москвы на основе математического моделирования // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. — 2020. — №97(4). — С.289-302. doi:10.36233/0372-9311-2020-97-4-1.Asatryan МN, Gerasimuk ER, Logunov DY, et al. Predicting the dynamics of Covid-19 incidence and planning preventive vaccination measures for Moscow population based on mathematical modeling. Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2020; 97(4): 289-302. (In Russ). doi:10.36233/0372-9311-2020-97-4-1.Tracy M, Cerdá M, Keyes K. Agent-Based Modeling in Public Health: Current Applications and Future Directions. Annu Rev Public Health. 2018; 39(1): 77-94. doi:10.1146/annurev-publhealth-040617-014317.Tracy M, Cerdá M, Keyes K. Agent-Based Modeling in Public Health: Current Applications and Future Directions. Annu Rev Public Health. 2018; 39(1): 77-94. doi:10.1146/annurev-publhealth-040617-014317.Willem L, Verelst F, Bilcke J, Hens N, Beutels P. Lessons from a decade of individual-based models for infectious disease transmission: a systematic review (2006-2015). BMC Infect Dis. 2017; 17(1). doi:10.1186/s12879-017-2699-8.Willem L, Verelst F, Bilcke J, Hens N, Beutels P. Lessons from a decade of individual-based models for infectious disease transmission: a systematic review (2006-2015). BMC Infect Dis. 2017; 17(1). doi:10.1186/s12879-017-2699-8.MacNamee B, Cunningham P. Creating socially interactive no-player characters: The μ-SIV system. Int J Intell Games & Simulation. 2003; 2: 28-35.MacNamee B, Cunningham P. Creating socially interactive no-player characters: The μ-SIV system. Int J Intell Games & Simulation. 2003; 2: 28-35.Clarke K. Advances in Geographic Information Systems. Comput Environ Urban Syst. 1986; 10(3-4): 175-184. doi:10.1016/0198-9715(86)90006-2.Clarke K. Advances in Geographic Information Systems. Comput Environ Urban Syst. 1986; 10(3-4): 175-184. doi:10.1016/0198-9715(86)90006-2.Perez L, Dragicevic S. An agent-based approach for modeling dynamics of contagious disease spread. Int J Health Geogr. 2009; 8(1): 50. doi:10.1186/1476-072x-8-50.Perez L, Dragicevic S. An agent-based approach for modeling dynamics of contagious disease spread. Int J Health Geogr. 2009; 8(1): 50. doi:10.1186/1476-072x-8-50.Hunter E, Mac Namee B, Kelleher J. Correction: An open-data-driven agent-based model to simulate infectious disease outbreaks. PLoS One. 2019; 14(1): e0211245. doi:10.1371/journal.pone.0211245.Hunter E, Mac Namee B, Kelleher J. Correction: An open-data-driven agent-based model to simulate infectious disease outbreaks. PLoS One. 2019; 14(1): e0211245. doi:10.1371/journal.pone.0211245.Negri E, Fumagalli L, Macchi M. A Review of the Roles of Digital Twin in CPS-based Production Systems. Procedia Manuf. 2017; 11: 939-948. doi:10.1016/j.promfg.2017.07.198.Negri E, Fumagalli L, Macchi M. A Review of the Roles of Digital Twin in CPS-based Production Systems. Procedia Manuf. 2017; 11: 939-948. doi:10.1016/j.promfg.2017.07.198.Rosen R, von Wichert G, Lo G, et al. About The Importance of Autonomy and Digital Twins for the Future of Manufacturing. IFAC-PapersOnLine. 2015; 48(3): 567-572. doi:10.1016/j.ifacol.2015.06.141.Rosen R, von Wichert G, Lo G, et al. About The Importance of Autonomy and Digital Twins for the Future of Manufacturing. IFAC-PapersOnLine. 2015; 48(3): 567-572. doi:10.1016/j.ifacol.2015.06.141.Онищенко Г.Г., Шахгильдян И.В., Петров Е.Ю. и др. Водная вспышка гепатита А в Нижнем Новгороде // Эпидемиология и инфекционные болезни. — 2007. — №3. — С.4-9.Onishchenko GG, Shakhgildyan IV, Petrov EY. Waterborne outbreak of hepatitis A in Nizhni Novgorod. Epidemiology and infectious diseases. 2007; 3: 4-9. (In Russ).Бургасова О.А., Саяпина Л.В., Волкова В.М. и др. Анализ и прогнозирование заболеваемости вирусным гепатитом А в Российской Федерации с использованием планграфика Вальда // Проблемы особо опасных инфекций. — 2020. — №1. — С.69-75. doi:10.21055/0370-1069-2020-1-69-75.Burgasova OA, Sayapina LV, Volkova VM, et al. Analysis and Forecasting of Viral Hepatitis A Morbidity in the Russian Federation Using the Wald’s Schedule. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2020; 1: 69-75. (In Russ). doi:10.21055/0370-1069-2020-1-69-75.О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2020 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2021. 256 с.O sostoyanii sanitarno-epidemiologicheskogo blagopoluchiya naseleniya v Rossiiskoi Federatsii v 2020 godu: Gosudarstvennyi doklad. Moscow: Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing; 2021. 256 p. (In Russ).Мукомолов С.Л., Михайлов М.И., Семененко Т.А. и др. Бремя гепатита А в Российской Федерации: научный обзор // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. — 2014. — №6(79). — С.24-34.Mukomolov SL, Mikhailov MI, Semenenko TA, et al. Review: Burden of hepatitis A in Russian Federation. Epidemiology and vaccinal prevention. 2014; 6(79): 24-34. (In Russ).Вирусные гепатиты в Российской Федерации. Аналитический обзор. 11 выпуск. / Под ред. Покровского В.И., Тотоляна А.А. — СПб.: ФБУН НИИЭМ имени Пастера; 2018.Virusnye gepatity v Rossiiskoi Federatsii. Analiticheskii obzor. 11 vypusk. Ed by Pokrovskii V.I., Totolyan A.A. Saint Petersburg: Pasteur Institute; 2018. (In Russ).Асратян А.А., Сипачева Н.Б., Готвянская Т.П. и др. Сероэпидемиологические особенности гепатита А на отдельных территориях Центрального Федерального округа // Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. — 2018. — №4. — С.17-23. doi:10.18565/epidem.2018.4.17-23.Asratyan AA, Sipacheva NB, Gotvyanskaya TP, et al. Seroepidemiological characteristics of hepatitis A in some areas of Central Federal District of Russia. Epidemiology and infectious diseases. Current items. 2018; 4: 17-23. (In Russ). doi:10.18565/epidem.2018.4.17-23.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.