Prostoročasové epidemiologické modely onemocnění Covid-19
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Tato práce má za cíl v první části vytvořit základní rozhraní pro studium prostorově difúzních modelů popisující dynamiku šíření infekčních chorob s konstantními parametry v homogenním prostředí. Nejdříve jsou studovány kompartmentové modely a jejich rozšíření do prostorové domény. Na ně navazuje teorie metapopulačních modelů, u kterých je diskutována míra závislosti spřažení populací na celkové reprodukční číslo R0. Dále je modelován vztah mezi reprodukčním číslem R0 a tvarem prostorového rozložení infikovaných u jednoduchého difúzního SIR modelu. Je dokázán vliv Neumannových okrajových podmínek vůči Dirichletovým okrajovým podmínkám na R0. Ve druhé části práce jsou shrnuty vybrané poznatky a závěry studií, které aplikovaly modely na prostoročasové doméně pro analýzu a predikci pandemie COVID-19. Ve třetí části práce je fitován model s difúzními a metapopulačními prvky na epidemiologická data s Lombardie roku 2020 a je provedena diskuse vhodnosti tohoto přístupu.
This work aims to establish a fundamental framework for studying spatially diffusive models that describe the dynamics of infectious disease spread with constant parameters in a homogeneous domain. Initially, compartmental models and their extension to spatial domains are examined, followed by the theory of metapopulation models, where the degree of coupling between populations and the overall reproductive number R0 is discussed. Furthermore, the relationship between R0 and the shape of the spatial distribution of infected individuals in a simple diffusive SIR model is modeled. The influence of Neumann boundary conditions versus Dirichlet boundary conditions on R0 is demonstrated. In the second part of the work, selected findings and conclusions of studies that applied models in the spatiotemporal domain to analyze and predict the COVID-19 pandemic are summarized. In the third part of the work, a model with diffusive and metapopulation elements is fitted to epidemiological data from Lombardy in 2020, and the suitability of this approach is discussed.
This work aims to establish a fundamental framework for studying spatially diffusive models that describe the dynamics of infectious disease spread with constant parameters in a homogeneous domain. Initially, compartmental models and their extension to spatial domains are examined, followed by the theory of metapopulation models, where the degree of coupling between populations and the overall reproductive number R0 is discussed. Furthermore, the relationship between R0 and the shape of the spatial distribution of infected individuals in a simple diffusive SIR model is modeled. The influence of Neumann boundary conditions versus Dirichlet boundary conditions on R0 is demonstrated. In the second part of the work, selected findings and conclusions of studies that applied models in the spatiotemporal domain to analyze and predict the COVID-19 pandemic are summarized. In the third part of the work, a model with diffusive and metapopulation elements is fitted to epidemiological data from Lombardy in 2020, and the suitability of this approach is discussed.
Description
Citation
SCHUBERT, R. Prostoročasové epidemiologické modely onemocnění Covid-19 [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. Radim Kolář, Ph.D. (předseda)
Ing. Martin Mézl, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Sekora, MBA (člen)
MUDr. Michal Jurajda, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Králík (člen)
Date of acceptance
2023-08-31
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Doc. Kolář položil otázku na citlivost modelu ke změně parametrů. Co jednotlivé parametry vyjadřují? Jak by model pracoval v jiné geografii?
Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení