Однако новое исследование Массачусетского технологического института, в котором сравниваются уровни заражения в двух сценариях — с ограничениями на поездки и без них, — показывает, что даже умеренные меры ограничения мобильности могут быть эффективными в борьбе с распространением инфекции в густонаселенных районах с сильно взаимосвязанными дорожными и транзитными сетями. Исследователи назвали разницу между уровнем заражения в этих двух сценариях «ценой анархии» — концепция из теории игр, которая часто используется в качестве показателя в исследованиях контролируемого использования транспортных сетей.
Исследование, опубликованное 31 июля в журнале «Интерфейс королевского общества», впервые связывает концепцию цены анархии с распространением заразы. Он предполагает, что передача новостей об эпидемии (которая влияет на то, как люди выбирают маршруты путешествия) и сама эпидемия следуют одной и той же сети мобильности, и использует стандартные эпидемиологические модели для имитации потока заражения.
Исследователи — Рубен Хуанес, доцент ARCO по энергетическим исследованиям Департамента гражданской и экологической инженерии Массачусетского технологического института, аспирант Христос Николаидес и научный сотрудник Луис Куэто-Фельгерозо — использовали данные переписи населения США 2000 года для определения совокупного суточного потока люди, путешествующие между округами.Предыдущие исследования показали, что, когда люди узнают об эпидемии, они путешествуют не по кратчайшему маршруту, а по кратчайшему маршруту, который избегает зараженных областей — даже если они уже инфицированы — стратегия, которая обнажает людей в незараженных местах. области к болезни.
Такое «эгоистичное поведение», как его называют в теории игр, прямо противоречит стратегии политиков, которые, предположительно, будут действовать в интересах большего общественного блага, направляя инфицированных людей через районы, где уровень заражения уже был высоким.Исследование Массачусетского технологического института показывает, что цена анархии в некоторых регионах США, например, вдоль межштатной автомагистрали 95 на северо-востоке, будет значительной. При умеренно заразном заболевании — при котором каждый инфицированный заражает в среднем двух других — ограничение отдельных маршрутов передвижения снизило бы уровень заражения на целых 50 процентов.«В районе с высокой степенью связи результат действий, скоординированных официальными лицами, будет лучше, чем эгоистичные действия, но экономические и социальные издержки разрушения иногда могут быть слишком высокими», — говорит Хуанес. «В других случаях было бы огромным преимуществом введение властями ограничений на поездки.
Цена анархии — это количественная мера, которая определяет области, в которых вмешательство может окупиться».«Хотя исследование представляет собой идеализированный сценарий, оно дает властям представление о том, когда и где было бы важно наложить ограничения на перемещение людей в случае внезапной вспышки или в крайнем случае биотерроризма», — говорит Николаидес, первый автор статьи, который финансировался стипендиатом Верготтиса инженерной школы Массачусетского технологического института. «Но вы должны принимать во внимание структуру базовой сети мобильной связи и характеристики ее трафика. Введение инициируемых политикой действий в областях с низким трафиком не принесет существенных преимуществ для сдерживания эпидемии».В своих моделях исследователи отслеживали инфекционное заболевание, которое распространялось через коммутирующие сети в смежных Соединенных Штатах, и обнаружили, что цена анархии для заражения варьируется в зависимости от близости сети к основным транспортным коридорам.
«Сеть поездок на работу может быть очень локальной, но некоторая зараза связана с сетями более удаленных поездок», — говорит Куэто-Фельгерозо. «Вот почему мы видим более высокую цену анархии возле крупных артерий, таких как межштатная автомагистраль 95 на северо-востоке США».Ранее исследователи изучали распространение болезней через воздушную транспортную сеть и обнаружили, что взаимосвязь и расположение аэропорта в сети, а не только количество пассажиров, перемещающихся через него, являются ключевыми факторами его способности распространять болезнь.Хуанес говорит, что следующим шагом в этой работе будет измерение цены анархии на распространение инфекции в 7000 аэропортов мира.
«На мой взгляд, статья Массачусетского технологического института может изменить правила игры в области моделирования эпидемий», — говорит Дирк Брокманн, доцент кафедры инженерных наук и прикладной математики Северо-Западного университета, который не принимал участия в исследовании.