Вероятности, а не обещания: как компьютерные модели используются для обеспечения готовности к чрезвычайным ситуациям и реагирования на них
- Технологии
- 02.12.2020
Компьютерные модели — это не хрустальные шары. Они являются результатом обработки набора переменных математическими алгоритмами. В результате получается симуляция того, что может случиться, если настоящие истины будут точными предсказателями будущих тенденций. Модели показывают вероятности; они не дают обещаний.
У моделей есть много приложений. Эпидемиологи используют их для прогнозирования вспышек заболеваний. Логисты используют их для оценки спроса и предложения. Метеорологи используют их для предсказания пути суровой погоды. В большинстве случаев модели помогают должностным лицам принимать обоснованные решения, в том числе те, которые влияют на готовность к чрезвычайным ситуациям и реагирование на них.
Моделирование лесных пожаров
Лесные пожары заведомо непредсказуемы. В зависимости от капризов ветра и температуры поведение при пожаре, включая его причины, последствия и преимущества, является отдельной наукой.
Один из методов предотвращения больших пожаров — это плановый или предписанный пожар. Пожарные могут «прописать» очистку для удаления топлива (например, травы, кустарников и деревьев) рядом с развитой территорией, для получения выгоды от ресурсов или для исследований.
В рецепте для пожара указаны цели, виды топлива, размер и условия окружающей среды, когда нужно гореть, а когда нет.
Пожарные руководители используют модели для моделирования предписанных пожаров, поэтому они могут быть уверены, что зажгут нужный огонь в нужное время. FIRETEC — это программа трехмерного моделирования, которая использует физику для моделирования постоянно меняющейся интерактивной связи между огнем и окружающей средой. Модели моделируют такие факторы, как растительность, местность, воздушный поток и скорость горения, чтобы руководители пожарной охраны могли представить себе, как контролируемое горение может происходить в определенное время и в определенном месте. Тушение пожара сначала с помощью воображаемого огня — это один из способов, которым моделирование может помочь спасти жизни и предотвратить потерю имущества.
Прогнозирование гриппа
В 2013 году подразделение CDC по гриппу начало сотрудничать с учеными по всей стране, чтобы использовать компьютерное моделирование в реальной задаче прогнозирования гриппа, известной как FluSight.
С октября по май команды в университетах и лабораториях используют модели для еженедельных прогнозов развития сезонного гриппа. Возможность предвидеть, когда и где произойдет рост гриппа, как долго может продолжаться инфекционная активность и когда произойдет снижение, позволяет CDC, департаментам здравоохранения и поставщикам медицинских услуг предвидеть потенциальное воздействие на сообщества по всей стране.
Легко недооценить серьезность заболевания гриппом и то, насколько оно разрушительно для повседневной жизни. Больные гриппом часто пропускают работу, учебу или развлекательные мероприятия. Серьезные заболевания гриппом могут даже привести к госпитализации и в некоторых случаях к смерти. Грипп также имеет экономические последствия для жизни людей и их сообществ. Прогнозирование гриппа дает информацию, которая может помочь людям оставаться здоровыми и уменьшить последствия болезни.
Моделирование кровоснабжения
Как и в случае с потребительскими товарами, на донорскую кровь существует система спроса и предложения. Когда чрезвычайные ситуации создают дефицит в каком-либо районе страны, кровь необходимо перемещать быстро и эффективно, чтобы удовлетворить потребность.
Чтобы помочь предсказать и подготовиться к подобным проблемам, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) разработало модель кровоснабжения, позволяющую оценить, сколько крови находится в национальных запасах в обычных условиях и в чрезвычайных ситуациях. (2)
Модель оценивает, сколько крови доступно во время пандемии гриппа и массовых жертв. Любой из этих инцидентов может уменьшить количество людей, готовых сдать кровь, и / или увеличить количество крови, необходимое для реагирования.
Эффективное управление кровоснабжением страны может быстро стать вопросом жизни и смерти для большого числа людей. Компьютерное моделирование помогает чиновникам здравоохранения предвидеть нехватку поставок и разрабатывать стратегии смягчения (или уменьшения) воздействия чрезвычайной ситуации на донорство крови.
Моделирование путей ураганов
Национальный центр ураганов (NHC) использует модели прогнозов, чтобы помочь предсказать, куда могут пойти ураганы. Синоптики используют сложные модели прогнозов и другие данные, чтобы предсказать пути штормов.
Вы, возможно, слышали, как синоптики используют фразу «конус неопределенности», когда говорят о пути урагана. NHC называет это конусом прогноза пути, и он представляет собой вероятный путь к центру шторма. Однако конус не показывает размер шторма и не показывает, где могут произойти столкновения, поскольку такие опасности, как штормовой нагон, ветер и ливень, часто возникают за пределами конуса. 
Для создания прогнозов траектории NHC использует динамические модели, которые решают сложные уравнения, которые управляют движением в атмосфере и предсказывают, куда может двигаться ураган.
Размер конуса прогноза основан на ошибках прогнозов NHC за последние 5 лет. Конус нарисован таким образом, что ожидается, что центр тропического циклона будет оставаться внутри конуса примерно 67 процентов времени.
В то время как конус прогноза трека показывает вероятный путь к центру шторма, NHC предлагает продукты, специально ориентированные на такие опасности, как штормовой нагон и ветер, а также часы и предупреждения, чтобы предоставить властям штата и местным властям информацию, необходимую для защиты. -решения о действиях.
Будущее моделирования
По мере того, как компьютерные программисты и программы совершенствуются в поиске, сборе и использовании информации, ожидаемый результат — более точные модели. Время покажет, как новые области исследований, такие как искусственный интеллект, могут изменить компьютерное моделирование и улучшить здоровье населения.
Ссылки
Заранее благодарим за ваши вопросы и комментарии к этому сообщению Public Health Matters. Обратите внимание, что CDC не дает личных медицинских рекомендаций. Если вы обеспокоены своим заболеванием или состоянием, поговорите со своим врачом.
