近日，钟南山院士团队在Journal of Thoracic Disease《胸部疾病杂志》发表了题为“Modified SEIR and AI prediction of the epidemics trend of COVID-19 in China under public health interventions”（基于SEIR优化模型和AI对在公共卫生干预下的中国COVID-19发展趋势预测）的文章。研究人员使用了经过优化的SEIR 模型来预测新冠肺炎的发展，模型预测显示：

研究团队预测此次疫情我国大陆地区在2 月 28 日到达峰值，4月底逐渐平缓。最终总感染人数将达到122,122 例。

模型显示，如果隔离措施推迟五天，中国大陆的疫情规模将增加3倍，或将在4月底感染351,874人。

如果早5天采取措施，感染人数将比现在少2/3以上，最终不会超过25,000人。

模型预测：如果解除湖北的隔离，将导致湖北省3月中旬出现第二次疫情高峰，并将疫情延至4月底，因此团队建议继续采取有力措施进行防控。

注：以上数据95%置信区间

研究人员使用了经过优化的SEIR 模型，模型全称易感-暴露-感染-移除（Susceptible-Exposed-Infectious-Removed），也就是将人群分为这四个可能状态，通过计算人群如何在四种状态之间切换，判断疫情流行规律。

湖北/广东/浙江等省份疫情预测

模型推测：在严格的检疫隔离策略下，如果提前5天，湖北感染规模将降至22116。延迟5天，感染规模则大幅增长到167，598。

文章还选取了除湖北之外的广东和浙江两省作为研究对象。研究人员解释，因为撰稿时（2月10日）这三省的确诊人数占到了全国总确诊人数的80%。而且，广东和浙江都是春运时（1月7日-1月23日）的人口迁出大省。

团队将1月23日之前和之后的人口迁移数据，以及最新的COVID-19流行病学数据，整合到SEIR模型中预测疫情发展走势。下图是修改后的SEIR模型预测的感染数量：（A）严格隔离的湖北省，（B）宽松隔离的湖北省，（C）广东省，（D）浙江省，（E）在1月23日（蓝色）五天后（灰色）和五天前（红色）进行干预时的中国。将每日确诊感染的实际数据拟合到曲线上（〇〇〇）。

图中白色原点为实际报告的活跃感染人数。研究发现，总体来说，预测数据和实际报告数据的吻合度较高。

SEIR模型预测结果

最终感染人数或达 122,122

按照目前的干预措施，研究团队预测疫情在 2 月 28 日到达峰值，此时现存确诊预测值为 59764 例，最终总感染人数将达到 122,122 例。（卫健委通报显示，2月28 日实际现存确诊为 37,414 例，截至3月23日19:00，累积确诊81,691例。）

如果推迟 5 天采取干预措施，研究团队预测疫情将在 3 月 4 日到达峰值，当日现存确诊 173,372 例，到四月底感染人数总计高达 351,874 例；如果提早 5 天采取干预措施，全国感染人数将为 40,991 例。

SEIR 模型预测的全国现存感染人数，包括 1 月 23 日采取干预措施的情况（蓝色）、推迟 5 天采取措施的情况（灰色）和提前 5 天采取干预措施的情况（红色）。实际的确诊人数用空心点标出。

基于AI学习的LSTM模型预测结果

全国最终感染人数或达 95,000

团队建议严防措施实施至4月底

长短期记忆网络（LSTM，Long Short-Term Memory）是一种时间循环神经网络，是为了解决一般的RNN（循环神经网络）存在的长期依赖问题而专门设计出来的，所有的RNN都具有一种重复神经网络模块的链式形式。

作者使用2003年SARS的相关数据并结合COVID-19的病例特征对该模型进行了AI学习，预测疫情在 2 月 4 日到达峰值，最终总感染人数将达到 95,000 例。

研究团队也对此前同行提出的几个模型进行了回顾。此前有研究预测，即使武汉封城，中国其他城市也会出现大规模疫情暴发。针对广东和浙江这两个人口流动大省的分析表明，这种情况并未发生。研究团队总结，本次研究的模型预测结果符合疫情的实际发展趋势。

研究还认为，逐渐放开对湖北的限制导致新一批易感人群流入，即节后从其他地区返回湖北工作的人群，使当地 3 月 11 日再出现一个小高峰，不过当地现有的一些防控措施有助于减少返程高峰的影响。

本次模型计算中设定新冠肺炎潜伏期为 7 天，而有文献显示潜伏期中位数为 3 天。研究团队使用不同的潜伏期对模型进行测试，发现更短的潜伏期将加快峰值的到来，但是对感染规模没有显著影响。

关于这次研究的局限，研究团队认为依靠核酸检测得出的疫情曲线很可能低于真实数值，只有采集足够的血清学数据才能了解真实的发病率。研究团队也没有考虑实验室检测能力，尽管这个因素可能限制了确诊的数量。最后，研究也没有考虑季节的影响。研究团队指出，有观点认为在非典流行时期，气温变化对疫情发展造成了重要的影响；如果这一规律也适用于 COVID-19，那么广东的疫情将比浙江和湖北更早结束。

最后，研究团队提醒，模型预测与现实存在一定差距，若政府继续严格实行管控政策，提高诊断和治疗水平，疫情规模将得到极大控制。按目前情况，若放松管控力度，湖北可能在3月中旬出现第2次疫情高峰并延续至4月下旬。但是如果继续保持严格管控，出现二次高峰的可能性相对较小。

文章建议，严格的防控措施最好实施至2020年4月底。

本文参考自科研圈，Journal of Thoracic Disease。

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