办公系统English

国际通用工程学院/国际交叉科学研究院师生在《Transportation Research Part C : Emerging Technologies》发表最新研究成果

点击[] 时间[ 2021年06月02日 09:18] 发布人[]

近日,国际通用工程学院/国际交叉科学研究院大二本科生丁屹达、Sebastian Wandelt教授、孙小倩副教授在交通领域知名期刊《Transportation Research Part C : Emerging Technologies》(影响因子6.077)上发表论文TLQP: Early-stage Transportation Lock-down and Quarantine Problem,以新冠疫情为研究背景,利用全球航空交通网络及疫情传播模型,研究能够有效遏制疫情发展、具有较低社会经济成本的防疫策略。

当今高密度、大流量的交通运输系统,尤其是占据主导地位的航空交通系统,使得一场地区性流行病愈加可能演变为全球大流行。除了保持社交距离和佩戴口罩,限制人员流动(如限制交通流量和封城)是一项必要的防疫措施。考虑到防疫措施相应的社会经济成本,关于限制交通流量和封城的决策可建模为组合最优化问题。本文提出了疫情初期削减交通流量及封城问题(TLQP: Early-stage Transportation Lock-down and Quarantine Problem),由此帮助决策者制定理论上最优的防疫策略。该决策建议框架以SEIR传染病模型及航空交通网络为载体,考量削减国际交通流量、削减国内交通流量及限制地区内部人口流动(即封城)这三类措施的防疫效果及相应的社会经济成本,由此求解出理论上最优的防疫策略(即防疫措施的组合)。鉴于此组合最优化问题的高复杂度,文章提出了一种高效且可靠的启发式算法(TLQP-H),以疫情传播有效距离(Effective Distance Path)和CELF算法(Cost-Effective Lazy Forward Algorithm)为基础。文章最后聚焦德国在2020年疫情的发展情况,分析德国在面对第一波及第二波全球疫情时理论上最优的防疫策略,为决策者提供有指导意义的防疫建议。

图1 疫情传播网络示意图及各节点的SEIR模型。该网络中,管理单元β 施加了两项防疫措施:削减90%的β1-α0的流量以及削减90%的β1的内部流量

图2 疫情传播网络的有效距离树,节点间的链接宽度与流量呈正比,而长度(即有效距离)与流量呈负相关。

图3 TLQP-H模型模拟得出的在全球第一波疫情冲击下德国的理论最优防疫策略。图中的节点为以主要机场为中心的区域。图(A)中,“x”代表该节点施加了限制内部流量的措施,其他节点的大小与区域内人口数量成正比;图(B)、(C)中,显示的链接分别为未受限制的国内交通和国际交通,节点的大小代表了节点度。

国际通用工程学院/国际交叉科学研究院孙小倩副教授是论文的唯一通讯作者,她先后入选北航“卓越百人”和“青年拔尖”人才计划,德国亚琛工业大学冯卡门 Fellow,德累斯顿工业大学 Fellow,研究方向主要包括航空交通网络、多模式综合交通系统、大规模系统智能优化算法等。论文的第一作者是我校国际通用工程学院/国际交叉科学研究院大二本科生丁屹达,论文的合作者为北航电子信息工程学院Sebastian Wandelt教授。该项研究得到了国家自然科学基金的支持。

全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0968090X21002321


新闻动态更多 >>
友情链接 北京航空航天大学国内外大学上级机关驻华使领馆百度谷歌后台管理

电话:010-82338050 传真:010-82339376 地址:北京海淀区学院路37号 邮编:100191
International Division BUAA © 2007/privacy Polilcy