[PYTHON] Wenn die Menschen in Tokio ernsthaft an dem neuen Koronavirus erkranken, können sie in ein Krankenhaus in der Präfektur Kagoshima gebracht werden.

Inhaltsverzeichnis

[Einführung](# Einführung) [Aktueller Status des medizinischen Kollapsrisikos](# Aktueller Status des medizinischen Kollapsrisikos) [Ob ein Bett gesichert werden soll, um Schwerkranke aufzunehmen](# Über die Frage, ob ein Bett gesichert werden soll, um Schwerkranke aufzunehmen) [Transportmodell für schwerkranke Personen](# Transportmodell für schwerkranke Personen) [Über das Ziel der Schwerkranken](#Über das Ziel der Schwerkranken) Schlussfolgerung

Einführung

-** Hintergrund ** Ausgewiesene medizinische Einrichtungen für Infektionskrankheiten sind eng und es ist äußerst schwierig, ausreichende Betten für schwerkranke Menschen zu finden. An verschiedenen Orten wurden Maßnahmen ergriffen, um leicht kranke Menschen in Hotels und Wohnungen zu erholen, um Betten für Schwerkranke zu sichern.

• ** Aufgabe ** Jetzt, da sich die Infektion mit dem neuen Koronavirus ausbreitet, ist es wichtig, wie schnell die gleichzeitig auftretenden schwerkranken Menschen für Infektionskrankheiten zur dafür vorgesehenen medizinischen Einrichtung transportiert werden können. Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass die Entfernung so kurz wie möglich ist, um das Infektionsrisiko durch Transport und weitere Verschlimmerung zu vermeiden.
• ** Zweck ** ――Um die aktuelle Situation des medizinischen Kollapsrisikos zu verstehen, visualisieren Sie die angespannte Situation von Infektionskrankheiten, die aufgrund der Ausbreitung einer neuen Coronavirus-Infektion als medizinische Einrichtung ausgewiesen sind. ――Um durch Simulation zu beurteilen, ob es möglich ist, ein Bett für die Aufnahme von Schwerkranken zu sichern, wenn alle leicht Kranken in einem Hotel oder zu Hause behandelt werden.
• Erstellen Sie ein mathematisches Modell, das die gesamte Transportentfernung der Schwerkranken minimiert und deren Verhalten berücksichtigt
• Erhöhen oder senken Sie auf der Grundlage der obigen Analyseergebnisse Ihr eigenes Krisengefühl bezüglich des neuen Koronavirus. (** Aus der Schlussfolgerung ging hervor, dass die Menschen in Tokio in die Präfektur Kagoshima gebracht wurden und das Gefühl der Krise explodierte **)

Krisensinn des Schriftstellers (5. Klasse): ☆☆☆☆☆ (Anfangswert: Jeder Corona Corona ist laut)

Aktueller Status des medizinischen Kollapsrisikos

Wir werden die Beziehung zwischen der Anzahl der Betten und der Anzahl der infizierten Personen in bestimmten medizinischen Einrichtungen für Infektionskrankheiten nach Präfektur visualisieren und das aktuelle Risiko eines medizinischen Zusammenbruchs berücksichtigen. Für die Anzahl der Betten nach Präfektur und die Anzahl der Infizierten nach Präfektur wurden nur New Corona Virus Patients Open Data verwendet. Erhalten von New Corona Antivirus Dashboard am 23. April 2020 um 20:00 Uhr.

Es handelt sich um eine Wärmekarte (linke Abbildung) der Bettnutzungsrate nach Präfektur und der Top 10 (Mitteltabelle) / Worst 10 (rechte Tabelle) der Bettnutzungsrate, wenn alle infizierten Personen bestimmte medizinische Einrichtungen für Infektionskrankheiten nutzen.

――Es gibt viele Präfekturen mit 100% oder mehr. ** Situationen, in denen es keine andere Wahl gibt, als Maßnahmen zu ergreifen, um leicht kranke Menschen in Hotels, Wohnungen usw. zu erholen. ** ――Toyama und Okinawa, die nur wenige Betten haben, gehören ebenfalls zu den Top 10, und ** das Risiko eines medizinischen Zusammenbruchs ist nicht nur ein Bevölkerungsproblem **

Krisengefühl des Schriftstellers: ★ ☆☆☆☆ (Ich habe nicht das Gefühl, dass es vorerst passieren wird)

Ob ein Bett für schwerkranke Menschen gesichert werden soll oder nicht

Aus dem gegenwärtigen Stand des medizinischen Kollapsrisikos stellte sich heraus, dass es sich um eine gefährliche Atmosphäre handelte. Als nächstes stellt sich die Frage, ob es möglich ist, genügend Betten zu sichern, um schwerkranke Menschen aufzunehmen, selbst wenn alle leicht kranken Menschen in einem Hotel oder zu Hause behandelt werden.

Laut einem Bericht des Novel Coronavirus Pneumonia Emergency Response Epidemiology Team (2020) infizierten Menschen in China (4) Von den 4.672 Menschen waren etwa 81% leicht krank und etwa 19% schwer krank, einschließlich schwerer.

Basierend auf diesem Bericht werden wir den Status der Sicherung von Betten simulieren. Unter der Annahme, dass 19% aller Infizierten schwer krank sind, berechnen wir die Bettnutzungsrate für jede Präfektur. Wir werden die Bettnutzungsrate jeder Präfektur berücksichtigen, wenn die Zufallszahl 1000 Mal geändert und wiederholt wird.

Die Wärmekarte der durchschnittlichen Bettnutzungsrate nach Präfektur (linke Abbildung) und die Top 10 (mittlere Tabelle) und die schlechtesten 10 (rechte Tabelle) der durchschnittlichen Bettnutzungsrate der Simulationsergebnisse.

――Die durchschnittliche Bettenauslastung beträgt in 9 Präfekturen 100% oder mehr, und ** selbst schwerkranke Menschen können möglicherweise nicht in die als Infektionskrankheit bezeichnete medizinische Einrichtung in ihrem Gebiet aufgenommen werden **

• ** Im schlimmsten Fall müssen Sie möglicherweise in eine benachbarte Präfektur transportieren **

Das Krisengefühl des Autors: ★★★ ☆☆ (Die durchschnittliche Bettenauslastung in Tokio liegt über 100%, nicht wahr ...)

Transportmodell für schwerkranke Personen

Aus den Simulationsergebnissen ging hervor, dass die Atmosphäre einfach so war. Das nächste, worüber ich mir Sorgen machen muss, ist ** was soll ich tun, wenn ich eine schwerkranke Person bin, die wegen Infektionskrankheiten in meiner Region nicht in eine dafür vorgesehene medizinische Einrichtung aufgenommen werden konnte **? Dieses Mal, obwohl es eine sorgfältige Maßnahme ist, werden wir erwägen, es in eine andere Präfektur zu transportieren. Es mag viele Vor- und Nachteile geben, aber [Trocco-Problem](https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%83%E3% 82% B3% E5% 95% 8F% E9% A1% 8C) Ich hatte keine andere Wahl, als dies zu tun.

Um das Risiko einer Infektion und einer weiteren Verschlechterung durch den Transport zu vermeiden, ist es wünschenswert, dass die Entfernung so kurz wie möglich ist. Daher betrachten wir ein mathematisches Modell, das die gesamte Transportentfernung der Schwerkranken minimiert.

Klicken Sie hier, wenn Sie an den Details des mathematischen Modells

interessiert sind

• Die Anzahl der schwerkranken Personen beträgt $ I $, und die Anzahl der ausgewiesenen medizinischen Einrichtungen für Infektionskrankheiten beträgt $ J $. --Transportieren Sie $ j (\ in J) $ zu der schwerkranken Person $ i (\ in I) $.
• Die Entfernung, in der sich eine schwerkranke Person zu einer als medizinische Einrichtung $ j $ bezeichneten Infektionskrankheit bewegt, beträgt $ d_ {ij} $.
• Wenn $ i $ einer bestimmten medizinischen Einrichtung für Infektionskrankheiten zugewiesen ist, ist $ x_ {ij} = 1 $, andernfalls $ x_ {ij} = 0 $. --Finden Sie $ x_ {ij} $, das die gesamte Transportentfernung minimiert.
• Die Obergrenze der Anzahl der Betten $ C_j $ der benannten medizinischen Einrichtung für Infektionskrankheiten $ j $ darf nicht überschritten werden.
• Alle schwerkranken Personen werden zu einer der dafür vorgesehenen medizinischen Einrichtungen für Infektionskrankheiten transportiert.

Als numerisches Experiment werden wir das Ziel von 19% aller schwerkranken Infizierten optimieren. Aufgrund des Mangels an Daten zu Standortinformationen gibt es jedoch nur eine Standortinformation für schwerkranke Personen in jeder Präfektur, den Standort des Präfekturwohnsitzes und die benannte medizinische Einrichtung für Infektionskrankheiten, und die Entfernung beträgt [Vincenty-Methode](https :: //qiita.com/r-fuji/items/99ca549b963cedc106ab).

Wärmekarte der durchschnittlichen Bettnutzungsrate nach Präfektur vor und nach der Optimierung (linke / linke mittlere Karte), zusammenfassende Statistik der Transportentfernung (rechte mittlere Tabelle), Verteilung (rechte Abbildung).

• Die Bettenauslastung in allen Gebieten außer den Präfekturen Kagoshima und Okinawa beträgt 100%. Wenn die Zunahme der Zahl der Infizierten nicht aufhört, wird die medizinische Versorgung vollständig zusammenbrechen. ** ――Die Gesamttransportentfernung betrug 201940 km, was 187 km pro Person entspricht. ――Während viele schwerkranke Menschen in ihrem Wohngebiet zu bestimmten medizinischen Einrichtungen für Infektionskrankheiten transportiert werden, ** werden einige schwerkranke Menschen in Einheiten von mehreren hundert Kilometern transportiert **.

Krisengefühl des Schriftstellers: ★★★★ ☆ (Ist es nicht schlimm, dass Japan knallrot ist ?!)

Über das Ziel schwerkranker Menschen

Aus den Simulationsergebnissen ging hervor, dass die Atmosphäre realistisch zu sein scheint. Das nächste, worüber man sich Sorgen machen muss, ist ** wie hat sich die schwerkranke Person bewegt **? Visualisieren Sie das Übergangsnetzwerkdiagramm der Schwerkranken.

• Schwerkranke Menschen in Tokio werden nach Hokkaido im Norden und zu medizinischen Einrichtungen für Infektionskrankheiten in der Präfektur Kagoshima im Süden transportiert.
• ** Es wurde festgestellt, dass es Fälle gibt, in denen die Akzeptanz anderer Präfekturen Vorrang hat, um die Gesamttransportentfernung zu minimieren **
• ** Die maximale Transportentfernung von 962 km beträgt, wenn schwerkranke Menschen in Tokio in die Präfektur Kagoshima transportiert werden und es 31 Personen gibt **

Krisengefühl des Schriftstellers: ★★★★★ (Ich bin es leid, 962 km zu fahren, auch wenn es mir gut geht)

abschließend

»Vielen Dank, dass Sie so weit gelesen haben. Ich denke, dass es viele Punkte gibt, über die ich streite, aber ich würde es begrüßen, wenn Sie einen Kommentar abgeben könnten, wenn Sie Eindrücke oder Ratschläge haben. ――In der [COVID-19 Challenge (Phase 2)] von SIGNATE (https://signate.jp/competitions/261) zum Zweck der Datenanalyse, die zur Entscheidungsfindung bei der Strategie für soziale Distanz beiträgt (zumindest wird dies Gegenstand der Diskussion sein). Wir führen auch eine ähnliche Analyse mit dem Titel "Visualisierung der Enge ausgewiesener medizinischer Einrichtungen für Infektionskrankheiten und Vorschlag eines Modells für den Transport schwerkranker Personen" durch. Wenn Sie interessiert sind, lesen, mögen und kommentieren Sie bitte.