基于logisic传染病模型的大型邮轮疫情防控分析

1、基于logisic传染病模型的大型邮轮疫情防控分析摘要：随着新冠肺炎疫情的爆发,大型邮轮作为海上容纳大量船员和乘客的场所,其疫情 传播速度和应急反响机制受到普遍关注.分析“钻石公主号邮轮的疫情传播特征,建立 了基于Logistic 传染病模型的大型邮轮疫情时域开展情形,以不同传播速率为变量,通 过拟合不同开展情形下 Logistic 模型中传染病增长率的特定值,对“钻石公主号邮轮 在未及时疏散旅客和未采任何取防控举措这2种情形下患病人数开展趋势进行了预测,结果显示,上述2种情形患病人数远高于实际患病人数,其中在未采任何预防控举措的情形 下的传播速度更高,显示出相关方在母港采取的隔离及疏散举措具

2、有一定效果,但在船隔 离仍不是最正确选择.从邮轮设计、公约完善、应急预案建设等方面提出了建议,为大型邮 轮疫情防控提供参考.0引言新型冠状病毒COVID-19据估计,全球现役邮轮 270余艘,每年运送约3 000万名乘客本次疫情中天津、深圳 2个邮轮母港也分别对有发热病症人员在船的“歌诗达赛琳娜号和“歌诗达威尼斯号实施了紧急疏散的任务.其中天津母港在24 h内对满载着4 806人的邮轮“歌诗达赛琳娜号进行了疏散,深圳母港也及时的疏散了载员4 973人的“歌诗达威尼斯号本文意在研究“钻石公主号邮轮新冠肺炎感染的传染特征,通过 Logistic 模型分析本 次事件中相关方应急举措的效果,探究邮轮在

3、应对传染病时的自身缺陷,提出对于此类公 共卫生事件国际公约的完善建议及我国应对大型邮轮传染病突发事件的应急预案建议.1邮轮爆发呼吸性传染病疫情研究回忆国内外相关机构、学者对钻石公主号邮轮疫情传染特征进行了诸多研究.针对邮轮疫情暴发的模型,Zhang等针对邮轮上船员感染病毒的传染特征研究鲜见,“钻石公主号共有 82名船员截至2021年2月20日受感染此外,学者们针对邮轮疫情传播速度快的原因,应对机制,以及法律制度完善的角度也进行了相关研究.董枳君 对于有关邮轮疫情的法律制度完善和责任划分,陈海波上述研究中,相关外国学者通过系列模型研究揭示了日本所采取的防疫举措是有效的,然 而由于模型操作较为复杂

4、,其对于传染数前期上升迅速后期趋于平缓与船舶特性之间的联 系,以及如何通过更合理的响应举措,进一步提升防控应急响应的有效性的研究较为薄弱. 而我国诸多学者主要从完善邮轮应对呼吸性传染病的应急响应对策和法律制度完善开展研 究,侧重理论研究,缺乏依据真实数据及预测数据对响应对策有效性的支撑.在医学研究 中,Logistic回归是一种常用的统计方法,用来量化病人特征和临床结果之间的关系.该 方法在流行病研究中应用较多,常用来探索某疾病的危险因素,根据危险因素预测某疾病 发生的概率2客船人员住舱结构的防疫局限性国际上,标准客船构造、消防及救生要求的规那么主要是?国际海上人命平安公约? SOLA/约,客

5、船的平安要求普遍高于货船,人们熟知的邮轮是客船的一种.航运市场上运营的客船种类繁多,为区分客船与货船,?SOLA盟约?将载客12人及以上的船定义为客船,并为客船制定了较高的平安标准和操作要求3 “钻石公主号疫情传染特征Logistic 分析“钻石公主号豪华邮轮注册于百慕大,归属于美国嘉年华邮轮公司.该轮建造于日本长崎,2004年投入使用,目前已平安航行了16年.“钻石公主号长 290.4 m、宽48.2 m,高达62.5 m ,吃水8.05 m ,载重11.6万t ,最大载客量 3 247人,船员定员1 100人在医学研究中,Logistic回归是一种常用的统计方法,用来量化病人特征和临床结果

6、之间的关系.该方法在流行病研究中应用较多,常用来探索某疾病的危险因素,根据危险因素 预测某疾病发生的概率步骤1.建立传染病问题的 Logistic 模型.假设1个区域有x式1也可归结为常微分方程可看出,影响传染病人数的重要因素是初始时刻的患病人数x结合rx 在式45 的假设下,式2变为非线性微分方程5可用别离变量法求解得步骤2.对不疏散的情况下的感染情况进行预测,由于日本于 2月15日起开始陆续疏散船 上人员,因此选取这之前的全部数据,建立“钻石公主号新冠病毒人数预测Logistic模型,曲线拟合后增长率约为 0.21 ,根据第一步建立的模型,可得到该轮在2月15日后不疏散船上人员的感染情况,

7、具体见图1中第2条虚线所示.步骤3.对不采取任何防控举措的感染情况进行预测,由于最终感染人数为712人,根据系列研究说明,在日本采取防控隔离举措后,传染速度迅速下降,大多数病例为采取防控 举措前感染,后续被陆续检测出来.由于 2月5日起日本开始进行为期14 d的观察并开 始为老年人和慢性病患者进行监测,因此,大局部病例应在此之前已经感染,曲线拟合后 增长率为0.35 ,根据第一步建立的模型,可得到该轮假设完全不采取任何举措的情况下船上人员的实际感染情况,具体见图1第1条虚线所示.通过3条曲线的比对可以发现,“钻石公主号疫情爆发后,港口国所采取的的防控举措 是有一定效果的,隔离举措的采取虽然无法

8、完全阻断病毒继续传播,但也很大程度上降低 了人群密切接触的可能,从而一定程度上降低了病毒的传播速度.止匕外,如果不及时疏散 旅客,即是在船上继续保持隔离,最终也会使绝大局部旅客感染,因此,需要对船舶隔离 效果无法保证的原因进行研究,从而为今后邮轮呼吸性传染病的防控提供指导.然而,自 第一例病例自1月23日出现病症,1月30日确诊,再到2月3日日本开始逐步采取防控 举措,10 d内造成了病毒在邮轮人口密度极高的环境下迅速传播,最终造成近20%台上人员及上船协助防控的工作人员感染,仍反映了港口国对于此次疫情的防控效果是值得商榷的.4讨论与分析4.1 将邮轮作为隔离场所无法阻断病毒传播的原因通过模型

9、分析发现,港口国虽然采取了隔离举措,但如果不及时疏散船上人员,最终仍然 无法防止大多数旅客被感染.这与船舶自身结构特性及船上人员的流动情况有关.1邮轮舱室结构及营运特点有利于病毒传播.邮轮在人员舱室结构上设计特殊,为满足 大量游客的娱乐消遣需求,邮轮设有众多的聚集性娱乐处所,这为传染病的爆发提供了先 决条件.为节能,舱室在设计中强调密闭性且循环通风,这也不利于疫情限制.病毒将会 随着人员、舱室和走廊空气的流动,存在于所有的舱室抽风系统中,再通过送风系统被送 往各自的分区舱室.最新研究显示新冠病毒在被清空的舱室中能够存活17 d2邮轮上效劳人员及旅客的流动加速了病毒传播.通常在一层甲板上设置数十

10、个乘客房 间,走廊与房间直接相连,患病人员进出房间即可造成病毒扩散,且旅客与船上效劳人员 所必须互动也会造成隔离不彻底.在本次邮轮疫情中,“钻石公主号新冠病毒传播主要 发生在实施隔离前的乘客之间4.2 公约完善在船舶传染病预防设施设备方面,?SOLA盟约?暂未涉及乘员和旅客的传染病隔离舱室相 关要求.船上传染病应急不仅涉及到船上隔离舱室的设置问题,还涉及相关应急操作要求, 这也是公约需要关注的地方.公约中对于船舶通风限制主要是为了船舶消防方面的需求, 对于通风限制并未有明确的区域划分要求.未来公约的修订应在实施风险评估的根底上, 对船员活动区域、旅客活动区域、公共活动区域、娱乐区域、空调系统、

11、患病人员转移途 径等防传染病的水平进行风险评估,对邮轮的防疫隔离水平提出要求.同时也应基于风险 评估结果,根据船上人员规模设定具有隔离功能舱室的数量及其硬件要求,并且对于通风 限制进行区域划分.另外,有关隔离舱室的生活条件要求应该在2006年?海事劳工公约?中予以规定.因此IMO和ILO将面临着系列的公约审查任务.4.3 我国应急预案建设我国应对公共突发事件的预案总体上区分为国家、省级、市级和公司/企业级4个层面.邮轮遭遇传染病的应急涉及到诸如交通运输、卫生与防疫、边防检疫、旅游等多个政府职 能部门.邮轮爆发大规模传染病应急事件是一个多预案管辖的应急疏散问题.我国邮轮突 发传染病事件应急涉及交

12、通运输部门主管的海上搜救应急预案和港口突发公共事件应急预 案、卫生与防疫部门主管的城市突发公共卫生应急预案、旅游部门主管的旅游突发事件应 急预案、边防检疫部门主管的国际口岸突发事件应急预案等多个预案.这些预案衔接与管 理是一个比拟棘手的问题,需要统筹考虑.这就需要制定国家层面的应急预案,统筹交通 运输、边防、卫生行政、外交、旅游等治理部门,应对邮轮传染病突发的疏散工作.建议 由我国海上应急主管部门在现有联席会议制度根底上,完善国家海上应急专项预案,提升 针对邮轮突发公共卫生事件的应急指挥协调性.在预案完善的思路上,建议将“钻石公主号 “红宝石公主和“歌诗达赛琳娜号 “歌诗达威尼斯号 2 类疏散案例作为未来隔离或者疏散邮轮人员的参照场景,进行案例学习. 邮轮停靠的港口国采取的有效抗疫举措,可纳入我国应对大型邮轮传染病疫情的专项应急 预案中.在应急响应对策上,首先,选择邮轮母港作为隔断地 /疏散港(place of refuge ).邮轮 母港作为大规模旅客集疏散场所,具有应急响应的先决条件,特别是母港所属地区综合交 通运输体系兴旺,便利抗疫物资补给及疏散大规模旅客和船员.第二,参考以往邮轮疏散 案例,建立风险型疏散情景,依据“情景 -任务模式实施应急响应.5结论由Logistic模型在3种情况下的比照分析发现,“钻石公主号在停靠横滨期间采取的 隔离及疏