問題
COVID-19パンデミックが始まった当初、多くの国がこの新型コロナウイルスに対する政策に関して異なる決定を下しました。これらの決定の中にはリスクを伴うものもありましたが、それらはすべて、政治や経済を含むさまざまな分野で自国に影響を与えました。病気の蔓延を制御するには、迅速な対応が不可欠でした。
Lean Business Services は、サウジアラビアの医療分野の支援と発展における大手企業です。COVID-19の流行中、政府が導入したさまざまな政策と、それらの政策が COVID-19 の蔓延の抑制に及ぼす影響を理解するためにシミュレーションが必要でした。
このシミュレーションは、パンデミックの最盛期には医療資源が限られていたため、医療資源のキャパシティプランニングに役立つ可能性があります。そこで Lean は、AnyLogic ソフトウェアを使用してシミュレーション モデルを構築し、病気の蔓延を理解し、さまざまなポリシーによって時間の経過とともにウイルスの蔓延がどのように変化するかを特定しました。
ソリューション
SEIR(D) モデルは、感染症の蔓延の数学的モデルです。集団内では、すべての個人が次の 5 つの状態のいずれかに存在します。
- 病気にかかりやすい（S）。
- 病気に曝露 （E）。
- 病気に感染 （I）。
- 病気から回復（R）。
- 病気により死亡（D）。
予防接種も考慮する必要があります。免疫力が衰えたり、予防接種がすべての人にとってそれほど効果的ではない場合、これはさらに複数のモデルに分割されます。
Lean は、システム ダイナミクスを使用してこのコア SEIR(D) モデルを構築しました。その後、彼らはその上に他の多くのモデルを構築しました。彼らが作成したモデルは、 エージェントベースとシステムダイナミクスの間のマルチメソッドモデルでした。モデルのエージェントベースの部分は、個別レベルでの動作を詳細にシミュレートし、システムダイナミクス部分は集合レベルで大量の情報を処理しました。これら 2 つを組み合わせることで、モデルの柔軟性が向上し、さまざまなシナリオを遅延なくシミュレーションできるようになりました。
マルチメソッド モデルには 82 の固有のパラメーターと 20 の保健局または部門があります。各局には個別のシミュレーション モデルがあります。したがって、合計 1640 のパラメーターがあり、4 つの主要なカテゴリに分類されます：
- ヘルスケア リソース。
- 特に COVID-19 に関連した疾患行動。
- 集団行動。
- 人口統計。
これらのユニークなパラメーターから、95 の特徴的な経路と 20 の指令を掛け合わせた 1,900 の動的イベントが生成されます。この場合の経路はイベントであり、これらは if ステートメント (利用可能な人工呼吸器の数など) に基づくことができます。利用可能な人工呼吸器がなくなった場合、人工呼吸器を必要とする人が誰もアクセスできなくなり、死亡や死亡率の増加につながる可能性があります。
モデルのイベントと仮定には、海外旅行、仕事、サウジアラビアの祝日であるイード、プログラムのシナリオ、予防接種、学校が含まれています。さらに、モデルにはキャパシティ プランニングが組み込まれており、看護師、ICU ベッド、医師などのリソースが含まれています。
モデルのインターフェースは非常にユーザーフレンドリーで、ユーザーはパラメーター、ポリシー、そして重要なことには母集団さえも変更することができます。その結果、このモデルは他の国にも適用できます。
飛行機内などの特定のシミュレーション用に設計されたエージェントベースのモデルだけもありました。ここには、各エージェントまたは乗客の明確かつ具体的な行動があります。たとえば、飛行機では 2 人が隣り合って座ることができ、1 人が感染力を持っている場合、もう 1 人も感染しやすい可能性があります。その結果、それらの人々が隣に座っていなかった場合よりも病気が広がる可能性が高くなります。
特に、Lean は、サウジアラビアのメッカへの毎年恒例のイスラム教巡礼であるメッカ巡礼のために、別のエージェントベースのモデルを構築しました。それぞれの影響を理解するために、さまざまな方針や予防措置が講じられました。たとえば、メッカ巡礼の前の検査の際に綿棒1本ではなく綿棒2本で採取するとか、自宅やメッカでそれぞれ人々を隔離するかなどです。
結果
モデルを実行した後、Lean は、来週または来月の予測感染者数、学校が対面学習に戻った場合の予測結果、新型コロナウイルス感染症による死亡率、感染症への影響などの詳細なレポートを提供できます。
このケーススタディは、AnyLogic Conference 2021 で Lean Business Services の Ahmed Alhomaid 氏によって発表されました。
スライドは PDF として入手できます。
