SARS-​CoV-2 (CC0 1.0 : CDC by Unsplash)

Prof. Dr. Kay W. Axhausen | Verkehrsplanung

Agent-based tracking of disease spread with dynamic models of travel behaviour in a pandemic

Ausbreitungsmodelle sind ein wesentliches Werkzeug, um die Reaktion auf eine Epidemie zu koordinieren. Deren Ergebnisse helfen den Entscheidungsträgern bei der Formulierung von Strategien für das Impfen und Testen, oder bei der Festlegung von Quarantänen oder quasi-​Quarantänen, wie die kürzlichen «aussergewöhnlichen Massnahmen». Dieses Projekt wird einen etablierten Ansatz, die agenten-​basierte Simulation des Alltags, verbessern, um Epidemien mit erhöhter räumlicher und zeitlicher Auflösung zu simulieren. Dieser Ansatz erlaubt es die Infektionsketten der Agenten zu verfolgen, um damit auch deren Zustand über die Tage zu erfassen. Der Ansatz kann die verschiedenen Verhaltensmuster der Agenten abbilden und erlaubt die Wirkung von Massnahmen zu vergleichen, die sich bezüglich der räumlichen und zeitlichen Ausprägung unterscheiden oder sich auf spezifische Personengruppen (z.B. nach Alter oder Beruf) beziehen.

Nach einer sorgfältigen Erstkalibration des Modelles für die Schweiz, die wir fortlaufend aktualisieren werden, um neue Erkenntnisse zu berücksichtigen, werden wir verschiedene mögliche Massnahmenpakete mit vier inkrementell verbesserten Versionen des Alltagsmodels simulieren. Die Wirksamkeit der Pakete wird mit einer Reihe von Kenngrössen gemessen werden, die u.a. die Belegung der Intensivbetten, die aktuellen Fallzahlen, Krankheitstage, Quarantänetage umfassen wird. Die entsprechenden Konfidenzintervalle sind Teil der Ergebnisse.

Als zweites werden wir die Simulationsergebnisse mit dem Verlauf der Epidemie und den Ergebnissen der klassischen SEIR-​Modellen vergleichen. Hier werden sowohl für das «backcasting» als auch die Vorhersage, die Zahlen der Krankheitsfälle und der Intensivfälle im Mittelpunkt stehen. Als Massnahmen werden die Verfolgung der Kontakte und die medizinische Behandlung im Zentrum stehen. Um die Ergebnisse mit der Öffentlichkeit teilen zu können, hier insbesondere für die Gesundheitsverwaltungen und die Politik, werden wir browser-​basierte, benutzerfreundliche Webseiten entwickeln.

Kontakt

Kay W. Axhausen, Thomas Van Boeckel, Melissa Penny, Alexander Erath

Projektpartner

Olivia Keiser, Sebastian Bonhoeffer, Kai Nagel, Zbigniew Smoreda

Finanzierung

Schweizerischer Nationalfonds SNF

Laufzeit

09.2020 – 08.2022