seir python代码解释
seir模型是一种传染病传播模型,其名称代表着四种不同的人状态:易感者(susceptible)、暴露者(exposed)、感染者(infectious)和恢复者(recovered)。该模型可以用来预测传染病的传播趋势,并用于制定防控措施。下面是seir模型的python代码解释:
1. 导入必要的库
```python
import numpy as np
from scipy.integrate import odeint
import matplotlib.pyplot as plt
```
该代码中导入了numpy、scipy和matplotlib三个库,其中numpy用于数学计算,scipy用于ODE求解,matplotlib用于绘制图形。
2. 定义seir模型
```python
# define SEIR model
def seir_model(y, t, N, beta, gamma, alpha):
S, E, I, R = y
dSdt = -beta * S * I / N
dEdt = beta * S * I / N - alpha * E
dIdt = alpha * E - gamma * I
dRdt = gamma * I
return dSdt, dEdt, dIdt, dRdt
```
该代码定义了一个函数seir_model,该函数的参数包括y、t、N、beta、gamma和alpha。其中,y表示四种人状态的初始值;t表示时间;N表示总人口;beta表示感染率;gamma表示治愈率;alpha表示感染前的潜伏期。函数返回四种人状态的变化率。
3. 定义模型参数和初始状态
```python
# define model parameters
N = 10000
beta = 1.5
gamma = 0.2
alpha = 0.5
# define initial conditions
S0, E0, I0, R0 = N-1, 1, 0, 0
```
该代码中定义了模型的参数和初始状态。其中,N表示总人口为10000;beta表示感染率为1.5;gamma表示治愈率为0.2;alpha表示感染前的潜伏期为0.5。初始状态为只有一个暴露者,其余人都是易感者。
4. 定义时间轴
```python
# define time vector
t = np.linspace(0, 160, 160)
```
该代码中定义了一个时间轴,从0到160,共160个时间间隔。
5. 求解ODE方程
```python
# solve ODE
sol = odeint(seir_model, (S0, E0, I0, R0), t, args=(N, beta, gamma, alpha))
```
该代码中使用scipy库中的odeint函数求解ODE方程。该函数的参数包括seir_model函数、初始状态、时间轴以及其他参数。
6. 绘制图形
```python
# plot results
plt.plot(t, sol[:, 0], label='S(t)')
plt.plot(t, sol[:, 1], label='E(t)')
plt.plot(t, sol[:, 2], label='I(t)')
plt.plot(t, sol[:, 3], label='R(t)')
plt.legend(loc='best')
plt.xlabel('Time')
plt.ylabel('Population')
plt.show()
linspace numpy ```
该代码中使用matplotlib库绘制四个人状态随时间变化的曲线图。其中,sol[:, 0]表示易感者的状态随时间变化的曲线;sol[:, 1]表示暴露者的状态随时间变化的曲线;sol[:, 2]表示感染者的状态随时间变化的曲线;sol[:, 3]表示恢复者的状态随时间变化的曲线。
通过以上代码解释,可以更好地理解seir模型及其python实现过程。
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