Published February 8, 2024 | Version v1
Publication Open

Assessing the impact of isolation policies on epidemic dynamics through swarm entropy

  • 1. Zhejiang Lab
  • 2. University of Chinese Academy of Sciences
  • 3. Zhejiang University
  • 4. Zhengzhou University
  • 5. PLA Information Engineering University

Description

Isolation policies are an effective measure in epidemiological models for the prediction and prevention of infectious diseases. In this paper, we use a multi-agent modeling approach to construct an infectious disease model that considers the influence of isolation policies. The model analyzes the impact of isolation policies on various stages of epidemic from two perspectives: the external environment and agents behavior. It utilizes multiple variables to simulate the extent to which isolation policies influence the spread of the pandemic. Empirical evidence indicates that the progression of the epidemic is primarily driven by factors such as public willingness and regulatory intensity. The improved model, in comparison to traditional infectious disease models, offers greater flexibility and accuracy, addressing the need for frequent modifications in fundamental models within complex environments. Meanwhile, we introduce "swarm entropy" to evaluate infection intensity under various policies. By linking isolation policies with swarm entropy, considering population structure, we quantify the effectiveness of these isolation measures. It provides a novel approach for complex population simulations. These findings have facilitated the enhancement of control strategies and provided decision-makers with guidance in combating the transmission of infectious diseases.

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

Translated Description (Arabic)

سياسات العزل هي مقياس فعال في النماذج الوبائية للتنبؤ بالأمراض المعدية والوقاية منها. في هذه الورقة، نستخدم نهج نمذجة متعدد العوامل لبناء نموذج للأمراض المعدية يأخذ في الاعتبار تأثير سياسات العزل. يحلل النموذج تأثير سياسات العزل على المراحل المختلفة للوباء من منظورين: البيئة الخارجية وسلوك الوكلاء. ويستخدم متغيرات متعددة لمحاكاة مدى تأثير سياسات العزل على انتشار الوباء. تشير الأدلة التجريبية إلى أن تطور الوباء مدفوع في المقام الأول بعوامل مثل الاستعداد العام والكثافة التنظيمية. يوفر النموذج المحسن، مقارنة بنماذج الأمراض المعدية التقليدية، مرونة ودقة أكبر، مما يلبي الحاجة إلى تعديلات متكررة في النماذج الأساسية داخل البيئات المعقدة. وفي الوقت نفسه، نقدم "إنتروبيا السرب" لتقييم شدة العدوى بموجب سياسات مختلفة. من خلال ربط سياسات العزل مع إنتروبيا السرب، مع الأخذ في الاعتبار البنية السكانية، فإننا نقيس فعالية تدابير العزل هذه. يوفر نهجًا جديدًا للمحاكاة السكانية المعقدة. وقد سهلت هذه النتائج تعزيز استراتيجيات المكافحة وزودت صانعي القرار بالتوجيه في مكافحة انتقال الأمراض المعدية.

Translated Description (French)

Les politiques d'isolement sont une mesure efficace dans les modèles épidémiologiques pour la prédiction et la prévention des maladies infectieuses. Dans cet article, nous utilisons une approche de modélisation multi-agents pour construire un modèle de maladie infectieuse qui prend en compte l'influence des politiques d'isolement. Le modèle analyse l'impact des politiques d'isolement sur les différentes étapes de l'épidémie sous deux angles : l'environnement externe et le comportement des agents. Il utilise plusieurs variables pour simuler la mesure dans laquelle les politiques d'isolement influencent la propagation de la pandémie. Les données empiriques indiquent que la progression de l'épidémie est principalement motivée par des facteurs tels que la volonté du public et l'intensité réglementaire. Le modèle amélioré, par rapport aux modèles traditionnels de maladies infectieuses, offre une plus grande flexibilité et une plus grande précision, répondant au besoin de modifications fréquentes des modèles fondamentaux dans des environnements complexes. Pendant ce temps, nous introduisons « l'entropie de l'essaim » pour évaluer l'intensité de l'infection dans le cadre de diverses politiques. En reliant les politiques d'isolement à l'entropie de l'essaim, en considérant la structure de la population, nous quantifions l'efficacité de ces mesures d'isolement. Il fournit une nouvelle approche pour les simulations de populations complexes. Ces résultats ont facilité l'amélioration des stratégies de contrôle et fourni aux décideurs des conseils pour lutter contre la transmission des maladies infectieuses.

Translated Description (Spanish)

Las políticas de aislamiento son una medida eficaz en los modelos epidemiológicos para la predicción y prevención de enfermedades infecciosas. En este documento, utilizamos un enfoque de modelado multiagente para construir un modelo de enfermedad infecciosa que considere la influencia de las políticas de aislamiento. El modelo analiza el impacto de las políticas de aislamiento en varias etapas de la epidemia desde dos perspectivas: el entorno externo y el comportamiento de los agentes. Utiliza múltiples variables para simular hasta qué punto las políticas de aislamiento influyen en la propagación de la pandemia. La evidencia empírica indica que la progresión de la epidemia está impulsada principalmente por factores como la voluntad pública y la intensidad regulatoria. El modelo mejorado, en comparación con los modelos tradicionales de enfermedades infecciosas, ofrece una mayor flexibilidad y precisión, abordando la necesidad de modificaciones frecuentes en modelos fundamentales dentro de entornos complejos. Mientras tanto, introducimos la "entropía de enjambre" para evaluar la intensidad de la infección bajo varias políticas. Al vincular las políticas de aislamiento con la entropía de enjambre, considerando la estructura de la población, cuantificamos la efectividad de estas medidas de aislamiento. Proporciona un enfoque novedoso para simulaciones complejas de poblaciones. Estos hallazgos han facilitado la mejora de las estrategias de control y han proporcionado a los responsables de la toma de decisiones orientación para combatir la transmisión de enfermedades infecciosas.

Files

pdf.pdf

Files (2.7 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
md5:6b54291db927a539f5f0756332683662
2.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم تأثير سياسات العزل على ديناميكيات الوباء من خلال إنتروبيا السرب
Translated title (French)
Évaluation de l'impact des politiques d'isolement sur la dynamique épidémique par entropie en essaim
Translated title (Spanish)
Evaluación del impacto de las políticas de aislamiento en la dinámica epidémica a través de la entropía de enjambres

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4391648531
DOI
10.3389/fpubh.2024.1338052

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W2041604057
  • https://openalex.org/W2079635032
  • https://openalex.org/W2117949357
  • https://openalex.org/W2147773054
  • https://openalex.org/W2799893612
  • https://openalex.org/W2919870826
  • https://openalex.org/W2963709892
  • https://openalex.org/W3009876049
  • https://openalex.org/W3010731914
  • https://openalex.org/W3014820715
  • https://openalex.org/W3021303430
  • https://openalex.org/W3034304416
  • https://openalex.org/W3084116441
  • https://openalex.org/W3100347265
  • https://openalex.org/W3119335205
  • https://openalex.org/W3120532660
  • https://openalex.org/W3121139527
  • https://openalex.org/W3128255356
  • https://openalex.org/W3135257712
  • https://openalex.org/W3169847845
  • https://openalex.org/W3176966546
  • https://openalex.org/W3216095814
  • https://openalex.org/W4295935147
  • https://openalex.org/W4301756543
  • https://openalex.org/W4312037467
  • https://openalex.org/W4318408278
  • https://openalex.org/W4320495883
  • https://openalex.org/W4321851671
  • https://openalex.org/W4361019801
  • https://openalex.org/W4385683343