大城市生物恐怖事件重建方法研究

生物恐怖作为一类典型的非常规突发事件，为了科学合理的制定应急管理措施，本课题拟以典型的生物剂天花病毒为研究对象，以城市遭受空爆生物剂袭击为背景，利用复杂系统建模方法（多Agent、社会计算）及相关理论，重塑生物恐怖事件发生、发展、到演变成灾的动态过程。课题主要对天花病毒在城市边界层的扩散情况进行研究，确定适合天花病毒的大气扩散模型及关键参数；基于多Agent建模理论及社会计算方法，通过统计数据和社会调查，虚拟社会网络动力系统，然后确定天花病毒在该社会系统中的传播模型；集成上述模型，开发生物恐怖袭击"情景"型仿真系统，全过程再现生物恐怖事件的演化过程，为科学应对措施的制定提供技术支撑平台。

本课题属自然基金委“非常规突发事件应急管理重大研究计划”第一批启动的培育项目，主要以我国大城市人口密集区域遭受炭疽气溶胶恐怖袭击及烈性传染病传播疫情为“情景”，展开“应对”研究。经过课题组3年多的刻苦攻关：（一）建立了生物恐怖事件演化发展重建的相关基础数据库。主要包括：1、北京市人工人口数据库，包括19,601,850个个体的地理位置及年龄等属性，人工人口抽样统计与北京市统计年鉴对比匹配度高；2、北京市各类学校（3763个）、医院（550个）、家庭（7,355,210户）、主要工作场所（377,567个）的地理位置与人群容量数据库；3、北京市高分辨率矢量地图（比例尺1:50000）及地理高程数据库；4、北京市气象诊断数据库（空间分辨率5千米，时间分辨率2小时）；5、北京市公交车及地铁刷卡数据库（100万余条记录）；6、北京市出租车载客及位置采样数据库（3万余辆出租车2个月的运行记录）；7、北京市移动用户位置采样数据（1200个手机样本）。（二）以北京市为背景建立了生物恐怖事件演化发展相关模型。主要包括：1、炭疽气溶胶大尺度扩散模型（Culpuff扩散模式）；2、炭疽气溶胶小区微观尺度扩散模型（流体扩散模式）；3、人群吸入炭疽芽孢杆菌剂量响应模型；4、北京市人工社会系统生成模型；5、北京市人群接触网络模型；6、基于人群接触网络的天花病毒传播动力学模型；7、天花病毒大规模传播模拟的并行计算算法。（三）实现了数据、模型方法的分系统集成，自主研发了生物恐怖事件可视化模拟系统，可从数据、模型和应用三个层面集成至非常规突发事件模拟仿真集成升华平台。（四）获得软件著作权登记证书1项。（五）公开发表论文29篇。研究经费严格按照预算执行，研究工作超额完成了任务指标。