3.腸病毒模擬模型與實驗設計
3.1. 模型基本架構
本研究主要建立腸病毒疾病傳染動態模型，將整個模型世界視為社會的縮小 版，設定真實人數縮小比率初始化後，模型便會依照改良的二分關聯網絡及日常 生活接觸網絡模式，來模擬我們設定的規則與參數，人類個體及群體就可以在模 型中表現出接觸、移動等行為，進而在染病進程SEIR Model裡，每個個體會表現 出健康狀況，而這些現象將反應模型世界的模擬結果。我們的模型分為三層，分 別為底層、人類個體層及個體染病進程，其架構如圖所示，以下將依序介紹其元 件、項目及功能。
圖 19 模型架構圖
3.1.1 場所與地理區域（底層）
底層也就是場所與地理區域，如圖中的二維細胞自動機，代表真實世界中的 區域，每一晶格規模以人為單位，相鄰的格子被視為其他人的個體或分身單位，
在單或多個單位內可以形成一個場所，鄰近晶格上的個體們，存在同一個空間場 所中，會因為近距離接觸或因密閉空間而感染疾病。在腸病毒模擬程式中，我們 以這樣的二維晶格來做為實際的地理區域，以上的概念轉換成程式，在模擬實驗 前可以設定預計模擬的區域大小，隨機場所及固定場所都有容納人數的數量，讓 我們主要探討的目標場所可以個別分離出來，如家庭（平均有3 人）、辦公室（平 均有10~15 人）、學校教室（平均 30~40 人）[11]。
圖 20 具分身點的細胞自動機
3.1.2 人類個體層與日常生活接觸網絡
本研究應用2004 年 Huang 等人提出的模式（Cellular automata with mirror identity model CAMIM）[7]，使用代理人系統與分身點概念，將個體分為上下兩層，
並有二維細胞自動機做為區域底層，可以產生三維空間及展現個體的異質性，如 圖所示每個代理人都有所屬的分身點，依據代理人分身點於各場所內，模擬程式 產生與其他人的接觸率與隨機亂數，可以表現個體的活動與生活接觸網絡，除了 利用分身點概念來表現日常定點活動與長距離移動外，套用新改良的二分關聯網 如圖，將只有編碼的場所，改善後可以討論更真實的代表目標場所，設定固定場 所的感染率，可以探討該場所感染率上升或下降對各年齡層的影響。
圖 21 改良後的二分關聯圖
3.1.3 染病進程
若一個分身點所屬代理人已感染腸病毒，而與此有鄰居關係的其他分身點所 屬代理人，就有機會感染疾病，每次的接觸是否得病，則由傳染參數
（sickInfectRate）來決定之，而人類個體的染病進程，將可以視為個體的健康狀 態，我們應用Compartmental model 中 SIR Model 的概念，建立腸病毒疾病發展 模型，透過各種不同的疾病狀態，來表示個體的染病過程。
3.1.3.1 腸病毒疾病發展模型
第二章已探討過腸病毒重症的特性，我們根據疾病管制局等疾病文獻資料，
設計腸病毒疾病發展模型，其中傳染力部分分為I 1及I 2，主要是因為有50~80%的 人沒有症狀產生，但仍具有傳染力。
圖 22 腸病毒疾病發展模型
表 2 狀態定義表
3.1.3.2 疾病參數設定
本程式系統修改自Tsai提出的流感模擬系統，將第二章節的腸病毒疾病特性，
及Philip[29]作為模型設計裡疾病參數設定的來源，設定出傳染參數傳染天數，並 依據不同的年齡層，設定不同的傳染率、自行就醫率、字體隔離率及死亡率等相 關疾病參數。
圖 23 疾病發展細項參數
表 4 代理人個體疾病特性參數表
名稱 型態 說明 設定值
PeopleReduceMI 整數 個體活動地點減少後，分身點之比例
0.6－1
（隨機）
PreInfectRate 浮點數 1－4 歲傳染率 0.4368
YouthInfectRate 浮點數 5－14 歲傳染率 0.4368
AdultInfectRate 浮點數 15－64 歲傳染率 0.2188
SeniorInfectRate 浮點數 64 歲以上傳染率 0.2188
PreDeadRate 浮點數 1－4 歲死亡率 0.02
YouthDeadRate 浮點數 5－14 歲死亡率 0.01
AdultDeadRate 浮點數 15－64 歲死亡率 0.001
SeniorDeadRate 浮點數 64 歲以上死亡率 0.001
PreSeeDoctorRate(1) 浮點數 1－4 歲自行就醫機率 0.8
PreSeeDoctorRate(2) 浮點數 5－9 歲自行就醫機率 0.8
YouthSeeDoctorRate 浮點數 10－14 歲自行就醫機率 0.5
AdultSeeDoctorRate 浮點數 14 歲以上自行就醫機率 0.1
PreSelfIsolating(1) 浮點數 1－4 歲自體隔離機率 0.8
PreSelfIsolating(2) 5－9 歲自體隔離機率 0.75
YouthSelfIsolating 10－14 歲自體隔離機率 0.75
AdultSelfIsolating 14 歲以上自體隔離機率 0.1