Published September 24, 2020 | Version v1
Publication Open

COMOKIT: A Modeling Kit to Understand, Analyze, and Compare the Impacts of Mitigation Policies Against the COVID-19 Epidemic at the Scale of a City

Creators

  • 1. Unité de Modélisation Mathématique et Informatique des Systèmes Complexes
  • 2. Hanoi University of Science and Technology
  • 3. University of Hong Kong
  • 4. Département Mathématiques et Informatique Appliquées
  • 5. Diversité, adaptation, développement des plantes

Description

Since its emergence in China, the COVID-19 pandemic has spread rapidly around the world. Faced with this unknown disease, public health authorities were forced to experiment, in a short period of time, with various combinations of interventions at different scales. However, as the pandemic progresses, there is an urgent need for tools and methodologies to quickly analyze the effectiveness of responses against COVID-19 in different communities and contexts. In this perspective, computer modeling appears to be an invaluable lever as it allows for the in silico exploration of a range of intervention strategies prior to the potential field implementation phase. More specifically, we argue that, in order to take into account important dimensions of policy actions, such as the heterogeneity of the individual response or the spatial aspect of containment strategies, the branch of computer modeling known as agent-based modeling is of immense interest. We present in this paper an agent-based modeling framework called COVID-19 Modeling Kit (COMOKIT), designed to be generic, scalable and thus portable in a variety of social and geographical contexts. COMOKIT combines models of person-to-person and environmental transmission, a model of individual epidemiological status evolution, an agenda-based 1-h time step model of human mobility, and an intervention model. It is designed to be modular and flexible enough to allow modelers and users to represent different strategies and study their impacts in multiple social, epidemiological or economic scenarios. Several large-scale experiments are analyzed in this paper and allow us to show the potentialities of COMOKIT in terms of analysis and comparison of the impacts of public health policies in a realistic case study.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

منذ ظهورها في الصين، انتشرت جائحة كوفيد-19 بسرعة في جميع أنحاء العالم. في مواجهة هذا المرض غير المعروف، اضطرت سلطات الصحة العامة إلى تجربة، في فترة قصيرة من الزمن، مع مجموعات مختلفة من التدخلات على مستويات مختلفة. ومع ذلك، مع تقدم الوباء، هناك حاجة ملحة إلى أدوات ومنهجيات للتحليل السريع لفعالية الاستجابات ضد COVID -19 في المجتمعات والسياقات المختلفة. من هذا المنظور، يبدو أن النمذجة الحاسوبية هي رافعة لا تقدر بثمن لأنها تسمح بالاستكشاف السيليكي لمجموعة من استراتيجيات التدخل قبل مرحلة التنفيذ الميداني المحتملة. وبشكل أكثر تحديدًا، نجادل بأنه من أجل مراعاة الأبعاد المهمة لإجراءات السياسة، مثل عدم تجانس الاستجابة الفردية أو الجانب المكاني لاستراتيجيات الاحتواء، فإن فرع النمذجة الحاسوبية المعروف باسم النمذجة القائمة على الوكيل له أهمية هائلة. نقدم في هذه الورقة إطار عمل للنمذجة قائم على الوكيل يسمى مجموعة نمذجة COVID -19 (COMOKIT)، المصممة لتكون عامة وقابلة للتطوير وبالتالي قابلة للنقل في مجموعة متنوعة من السياقات الاجتماعية والجغرافية. تجمع COMOKIT بين نماذج الانتقال من شخص إلى آخر والانتقال البيئي، ونموذج لتطور الحالة الوبائية الفردية، ونموذج خطوة زمنية مدتها ساعة واحدة قائم على جدول الأعمال للتنقل البشري، ونموذج تدخل. وهي مصممة لتكون معيارية ومرنة بما يكفي للسماح لمصممي النماذج والمستخدمين بتمثيل استراتيجيات مختلفة ودراسة آثارها في سيناريوهات اجتماعية أو وبائية أو اقتصادية متعددة. يتم تحليل العديد من التجارب واسعة النطاق في هذه الورقة وتسمح لنا بإظهار إمكانات COMOKIT من حيث تحليل ومقارنة آثار سياسات الصحة العامة في دراسة حالة واقعية.

Translated Description (French)

Depuis son émergence en Chine, la pandémie de COVID-19 s'est rapidement propagée dans le monde entier. Face à cette maladie inconnue, les autorités de santé publique ont été contraintes d'expérimenter, en peu de temps, diverses combinaisons d'interventions à différentes échelles. Cependant, à mesure que la pandémie progresse, il est urgent de disposer d'outils et de méthodologies pour analyser rapidement l'efficacité des réponses contre la COVID-19 dans différentes communautés et contextes. Dans cette perspective, la modélisation informatique semble être un levier inestimable car elle permet l'exploration in silico d'une gamme de stratégies d'intervention avant la phase de mise en œuvre potentielle sur le terrain. Plus précisément, nous soutenons que, afin de prendre en compte des dimensions importantes des actions politiques, telles que l'hétérogénéité de la réponse individuelle ou l'aspect spatial des stratégies de confinement, la branche de la modélisation informatique connue sous le nom de modélisation à base d'agents présente un immense intérêt. Nous présentons dans cet article un cadre de modélisation basé sur les agents appelé COVID-19 Modeling Kit (COMOKIT), conçu pour être générique, évolutif et donc portable dans une variété de contextes sociaux et géographiques. COMOKIT combine des modèles de transmission de personne à personne et environnementale, un modèle d'évolution de l'état épidémiologique individuel, un modèle de mobilité humaine par étapes d'une heure basé sur l'agenda et un modèle d'intervention. Il est conçu pour être modulaire et suffisamment flexible pour permettre aux modélisateurs et aux utilisateurs de représenter différentes stratégies et d'étudier leurs impacts dans de multiples scénarios sociaux, épidémiologiques ou économiques. Plusieurs expériences à grande échelle sont analysées dans cet article et nous permettent de montrer les potentialités de COMOKIT en termes d'analyse et de comparaison des impacts des politiques de santé publique dans une étude de cas réaliste.

Translated Description (Spanish)

Desde su aparición en China, la pandemia de COVID-19 se ha extendido rápidamente por todo el mundo. Ante esta enfermedad desconocida, las autoridades de salud pública se vieron obligadas a experimentar, en un corto periodo de tiempo, con diversas combinaciones de intervenciones a diferentes escalas. Sin embargo, a medida que avanza la pandemia, existe una necesidad urgente de herramientas y metodologías para analizar rápidamente la efectividad de las respuestas contra el COVID-19 en diferentes comunidades y contextos. En esta perspectiva, el modelado informático parece ser una palanca invaluable, ya que permite la exploración in silico de una gama de estrategias de intervención antes de la posible fase de implementación en el campo. Más específicamente, argumentamos que, para tener en cuenta dimensiones importantes de las acciones políticas, como la heterogeneidad de la respuesta individual o el aspecto espacial de las estrategias de contención, la rama del modelado informático conocida como modelado basado en agentes es de inmenso interés. En este documento presentamos un marco de modelado basado en agentes llamado COVID-19 Modeling Kit (COMOKIT), diseñado para ser genérico, escalable y, por lo tanto, portátil en una variedad de contextos sociales y geográficos. COMOKIT combina modelos de transmisión de persona a persona y ambiental, un modelo de evolución del estado epidemiológico individual, un modelo de movilidad humana de 1 h basado en la agenda y un modelo de intervención. Está diseñado para ser lo suficientemente modular y flexible como para permitir a los modeladores y usuarios representar diferentes estrategias y estudiar sus impactos en múltiples escenarios sociales, epidemiológicos o económicos. En este documento se analizan varios experimentos a gran escala que nos permiten mostrar las potencialidades de COMOKIT en términos de análisis y comparación de los impactos de las políticas de salud pública en un estudio de caso realista.

Files

pdf.pdf

Files (3.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5e70a2866a7874f74e2829afc60ed282
3.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
COMOKIT: مجموعة نمذجة لفهم وتحليل ومقارنة آثار سياسات التخفيف ضد وباء COVID -19 على مستوى المدينة
Translated title (French)
COMOKIT : Un kit de modélisation pour comprendre, analyser et comparer les impacts des politiques d'atténuation contre l'épidémie de COVID-19 à l'échelle d'une ville
Translated title (Spanish)
COMOKIT: Un kit de modelado para comprender, analizar y comparar los impactos de las políticas de mitigación contra la epidemia de COVID-19 a escala de una ciudad

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3087882417
DOI
10.3389/fpubh.2020.563247

Is supplement to
https://openalex.org/W54497855 (Other)
https://openalex.org/W3125814499 (Other)
https://openalex.org/W3121970507 (Other)
https://openalex.org/W217960748 (Other)
https://openalex.org/W2110028391 (Other)
https://openalex.org/W2094012830 (Other)
https://openalex.org/W2090827041 (Other)
https://openalex.org/W2032233321 (Other)
https://openalex.org/W2019887508 (Other)
https://openalex.org/W187246281 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W2001510981
  • https://openalex.org/W2065069831
  • https://openalex.org/W2088593023
  • https://openalex.org/W2140742786
  • https://openalex.org/W2140862057
  • https://openalex.org/W2150704630
  • https://openalex.org/W2173586263
  • https://openalex.org/W2250074178
  • https://openalex.org/W2335535094
  • https://openalex.org/W2539024840
  • https://openalex.org/W2760558897
  • https://openalex.org/W2791295239
  • https://openalex.org/W2792125314
  • https://openalex.org/W2905771342
  • https://openalex.org/W2964335872
  • https://openalex.org/W3001897055
  • https://openalex.org/W3003573988
  • https://openalex.org/W3003668884
  • https://openalex.org/W3006750069
  • https://openalex.org/W3007170977
  • https://openalex.org/W3008049045
  • https://openalex.org/W3008294222
  • https://openalex.org/W3008913154
  • https://openalex.org/W3009078933
  • https://openalex.org/W3009510049
  • https://openalex.org/W3010131837
  • https://openalex.org/W3010267415
  • https://openalex.org/W3010424741
  • https://openalex.org/W3010449299
  • https://openalex.org/W3010781325
  • https://openalex.org/W3010785824
  • https://openalex.org/W3010819577
  • https://openalex.org/W3011046120
  • https://openalex.org/W3011466591
  • https://openalex.org/W3011800583
  • https://openalex.org/W3011945457
  • https://openalex.org/W3012099172
  • https://openalex.org/W3012109081
  • https://openalex.org/W3012284084
  • https://openalex.org/W3012731499
  • https://openalex.org/W3012789146
  • https://openalex.org/W3012797451
  • https://openalex.org/W3012809680
  • https://openalex.org/W3012823875
  • https://openalex.org/W3012916185
  • https://openalex.org/W3013101185
  • https://openalex.org/W3013215798
  • https://openalex.org/W3013490518
  • https://openalex.org/W3014271510
  • https://openalex.org/W3014670459
  • https://openalex.org/W3014842224
  • https://openalex.org/W3015570612
  • https://openalex.org/W3015571324
  • https://openalex.org/W3015626342
  • https://openalex.org/W3015695854
  • https://openalex.org/W3015704123
  • https://openalex.org/W3015719445
  • https://openalex.org/W3015988827
  • https://openalex.org/W3016849874
  • https://openalex.org/W3017007236
  • https://openalex.org/W3017376323
  • https://openalex.org/W3018419720
  • https://openalex.org/W3019497814
  • https://openalex.org/W3022569381
  • https://openalex.org/W3023013891
  • https://openalex.org/W3023578473
  • https://openalex.org/W3024021298
  • https://openalex.org/W3043699273
  • https://openalex.org/W3046033700
  • https://openalex.org/W3047888467
  • https://openalex.org/W3048083373
  • https://openalex.org/W3099479832
  • https://openalex.org/W4287811836
  • https://openalex.org/W4302331569
  • https://openalex.org/W4388331996