模擬感染1: 個体ベース感染シミュレータ

SimEpidemic 個体ベース感染シミュレータ 技術文書

創価大学 糖鎖生命システム融合研究所 (兼 理工学部) 畝見 達夫

このプロジェクトの主要部分は 内閣官房新型コロナウイルス感染対策 の一環である 2020年度 AI等技術を活用したシミュレーション開発 および 2021年度 COVID-19 AI・シミュレーションプロジェクト の一部として実施されたものです。また，システムの開発については，2021年度より 科学研究費補助金 （基盤研究(C) 21K12064） の支援を受けています。

論文

  1. Tatsuo Unemi, Saki Nawata, Masaaki Miyashita, and Norihiko Shinomiya: An individual-based epidemic simulator, The Twenty-Sixth International Symposium on Artificial Life and Robotics 2021 (AROB 26th 2021), pp. 12-17, ONLINE, January 21-23, 2021.
  2. Tatsuo Unemi: Individual-based epidemic simulator with vaccination and virus variants for scenario analysis, The Twenty-Seventh International Symposium on Artificial Life and Robotics 2022 (AROB 27th 2022), pp. 710-715, ONLINE, January 25-27, 2022.
  3. Tatsuo Unemi: Individual-based Epidemic Simulator and Its Visualization as Generative Art, XXV Generative Art Conference (GA2022), pp. 276-280, Rome, Italy, December 12-14, 2022.
  4. Sachiko Kodera, Haruto Ueta, Tatsuo Unemi, Taisuke Nakata, Akimasa Hirata: Population-Level Immunity for Transient Suppression of COVID-19 Waves in Japan from April 2021 to September 2022, Vaccines, Vol. 11, No. 9, 1457, 2023.

モデル仕様

  1. ver. 1.7.3 2020/12/6 更新 集会内で摩擦を増やす。
  2. ver. 1.8 2020/12/30 作成。集会モデルの変更，個体特性間の相関性の導入。
  3. ver. 1.8.2 2021/2/8 作成。ワクチン接種モデルの追加。
  4. ver. 1.8.3 2021/3/14 作成。居住位置設定の追加による人口密度の不均質化の導入。
  5. ver. 1.8.4 2021/4/3 作成。人口分布地図、追跡接種。
  6. ver. 1.8.5 2021/6/18 作成。感染による獲得免疫の効果と有効期間。
  7. ver. 1.8.6 2021/7/22 作成。獲得免疫の減衰、ワクチンの発症予防効果、重症化傾向優先接種。
  8. ver. 1.9.0 2021/8/18 作成，10/10 編集。変異ウイルス、複数種類ワクチン、年齢。
  9. ver. 1.9.1 2022/1/9 作成，2/9 編集。変異ウイルスの毒性。固定集会位置。
  10. ver. 1.9.2 2022/5/17 作成，7/25 編集。増殖力関連係数。集会内活発さ。定期集会。
  11. ver. 1.9.3 2022/7/27 作成。定期集会開催頻度。家族構成。

HTTP Server版仕様

  1. ver. 1.2.2 2020/12/6 更新 シナリオ機能強化
  2. ver 1.3 2020/12/31 作成, 2021/1/18 更新
  3. ver 1.3.2 2021/2/8 作成, 3/4 更新。ワクチン，および，途中状態の保存と再開
  4. ver 1.3.3 2021/3/22 作成。ワクチン接種順位，居住位置設定，帰宅確率
  5. ver 1.3.4 2021/5/7 作成。人口密度分布地図，非接種者クラスタ。
  6. ver 1.3.5 2021/6/19 作成。感染による獲得免疫の効果と有効期間。
  7. ver 1.3.6 2021/7/22 作成。
  8. ver 1.4.0 2021/8/27 作成，10/14編集。
  9. ver 1.4.1 2022/1/9 作成，2/9 編集。
  10. ver 1.4.2 2022/3/11 作成，7/9 編集。
  11. ver 1.4.3 2022/7/27 作成。

ソースおよびバイナリーコード

  1. ソースコード (GitHub) https://github.com/unemi/SimEpidemic
  2. SimEpidemic1 v.1.7.3 (macOS 10.14 以降用) ここをクリックしてダウンロード
  3. SimEpidemic1 v.1.8.1 (macOS 10.14 以降用) ここをクリックしてダウンロード
  4. SimEpidemic1 v.1.9.2 (macOS 11 以降用) ここをクリックしてダウンロード

シミュレーション実験

実行スクリプト (GitHub) https://github.com/unemi/SimEpiExperiments

注意：3月5日までのワクチン接種に関するシミュレーションで，確率計算の式に一部間違いがあり， 1回接種後数日で80%ほど抑止効果が出る設定になっていました。以下の 16 のシミュレーションは このバグ未修正のシミュレーションですので、それを前提にご覧ください。 18, 19 は，正しい設定でのシミュレーション結果に差し替えました。
  1. 移動の影響 #1 2020/10/14 作成，10/21 更新
  2. 集会の影響 #1 2020/11/13 作成
  3. 接触者追跡の効果 #1 2020/11/16 作成，11/17 更新
  4. ランダム検査の効果 #1 2020/11/16 作成
  5. 迅速な検査の効果 #1 2020/11/25 作成
  6. 人口密度の影響 #1 2020/11/26 作成
  7. 対策の時系列に沿ったシミュレーション #1 2020/11/28 作成
  8. 対策の時系列に沿ったシミュレーション #2 2020/12/12 作成
  9. 対策の時系列に沿ったシミュレーション #3 2020/12/18 作成，12/30 修正
  10. 令和3年1月の緊急事態宣言に伴う対策#1 2021/1/10 作成，1/17 修正
  11. 感染拡大に対する集会制限の効果#1 2021/1/17 作成
  12. 令和3年1月の緊急事態宣言の解除戦略#1 2021/1/30 作成
  13. 令和3年1月の緊急事態宣言の解除戦略#2 2021/2/8 作成
  14. 令和3年1月の緊急事態宣言の解除戦略#3 2021/2/10 作成
  15. 令和3年1月の緊急事態宣言の解除戦略#4 2021/2/20 作成
  16. ワクチン接種#2 2021/2/22 作成 2/25 修正（注意：バグ未修正です）
  17. 令和3年1月の緊急事態宣言の解除戦略#5 2021/3/1 作成
  18. ワクチン接種#3 2021/3/1 作成，3/6 修正（修正済みです）
  19. ワクチン接種の優先順（行動の活発さ優先） 2021/3/4 作成，3/7修正（修正済みです）
  20. ワクチン接種の速さの影響 #1 2021/3/7 作成
  21. ワクチンの1回接種と感染抑制効果の強さの影響 #1 2021/3/8 作成
  22. ワクチン接種の優先順（人口密度優先） 2021/3/14 作成
  23. ワクチンを接種しない個体の影響 #1 2021/3/22 作成
  24. 偏りが分散的な人口分布でのワクチン接種戦略#1 2021/3/30 作成
  25. 偏りが緩慢な人口分布でのワクチン接種戦略 2021/4/3 作成
  26. 英国型変異株の拡大とまん延防止重点措置およびワクチン接種#1 2021/4/13 作成，5/7 編集
  27. ワクチン非接種クラスタの影響#1 2021/5/19 作成
  28. 3回目緊急事態宣言解除およびその後のシナリオ 2021/5/31 作成
  29. 都議会議員選挙およびオリンピック・パラリンピックの影響 2021/6/6 作成
  30. 第3回目緊急事態宣言の解除戦略 2021/6/13 作成
  31. デルタ株の影響#1 (まん延防止重点措置延長および緊急事態宣言への移行) 2021/6/27 作成
  32. デルタ株の影響#2 (接種を加速した場合) 2021/7/4 作成
  33. デルタ株下での感染対策#1 2021/7/14 作成, 7/19 編集
  34. デルタ株下での感染対策#2 2021/7/27 作成
  35. デルタ株下での感染対策#3 2021/8/3 作成, 8/4 追加編集
  36. デルタ株下での感染対策#4 2021/8/10 作成
  37. デルタ株下での感染対策#5 2021/8/15 作成，8/18 修正
  38. デルタ株下での感染対策#6 2021/8/24 作成，9/3 修正
  39. 第4回目緊急事態宣言の解除戦略#1 2021/9/6 作成, 9/7 修正
  40. ワクチン最終接種率の影響#1 2021/9/8 作成
  41. 第4回緊急事態宣言解除およびその後のシナリオ 2021/9/13 作成, 9/14 修正
  42. ２回目接種と３回目接種の間隔#1 2021/10/26 作成, 10/28 修正
  43. オミクロン株の侵入を想定したシミュレーション#1 2021/12/1 作成
  44. オミクロン株の侵入を想定したシミュレーション#2 2021/12/16 作成
  45. オミクロン株の侵入を想定したシミュレーション#3 2022/1/11 作成
  46. オミクロン株の急拡大シミュレーション#1 2022/1/18 作成, 1/24 修正
  47. オミクロン株の急拡大シミュレーション#2 2022/1/24 作成
  48. オミクロン株の急拡大と検査能力の上限 2022/2/1 作成
  49. オミクロン株流行からの出口戦略#1 2022/2/15 作成，2/18 修正
  50. オミクロン株流行からの出口戦略#2 2022/2/22 作成
  51. BA.5および対策緩和の影響#1 2022/7/5 作成，7/9 修正
  52. BA.5および対策緩和の影響#2 2022/7/19 作成，7/22 修正

その他の技術関係メモ

  1. 指定した分布に従う乱数の生成アルゴリズムについて 2020/12/27 作成 12/30 更新
  2. 人口分布の与え方と分布の生成 2021/3/29 作成 3/30 更新
  3. 非接種クラスタ分布の生成 2021/5/11 作成
  4. 家族(世帯)構成 2022/7/27 作成
  5. 人口密集領域の階層化 2022/10/4 作成

新型コロナ感染症動向のグラフ

都道府県別 新規陽性患者数推移

COVID-19 都道府県別定点当たり報告数推移 令和5年5月8日の第５類相当への移行を受け，厚労省等による全数報告・集計は終わり， 定点集計による週間報告に移行しました．

都道府県別 新規陽性患者数推移 東京都 年齢層別 新規陽性患者数推移， 東京都 症状別患者数推移， 東京都 検査結果推移 について，公表されているデータをもとにグラフを毎日自動更新していましたが， 政府による令和4年9月のデータの集計方針の変更により， 東京都の年齢層別などのグラフの更新を中止しました。 また，都道府県別新規養成患者数推移について， 令和4年9月までは NHK の集計データを用いていましたが， 厚生労働省のデータを参照するよう変更しました。

都道府県別　累積感染者数／3回目ワクチン接種数

../sites/Vax3Trs/ 3回目ワクチン接種を開始した令和3年12月1日からの数の推移をアニメーションで表示します。

都道府県別　年齢層別新規要請患者数推移

../sites/AgeRanks/ 週間報告数について，全国および都道府県別の数と比率の推移です。

性別年齢層別死亡患者数推移

../sites/AgeRanksDeath/ 週間報告数について，男女及び合計の数と比率の推移です。

コロナ禍を振り返る

../sites/COVID19JpnTPp5/ 令和2年1月16日以降の新規陽性患者数推移，5月9日以降の重症患者数および死亡患者数推移と， 関連する主な出来事の一覧を，アニメーションで表示します。

令和2年9月〜5年9月　創価大学 糖鎖生命システム融合研究所 (兼 理工学部)　畝見 達夫

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