传染病数学模型作为公共卫生决策的辅助工具,为应对传染病的挑战提供了重要帮助。人类接触模式作为传染病数学模型的重要组成部分,驱动着传染病在广泛人群中的传播。因此,研究人类接触模式对于从本质上理解传染病这一复杂现象、预测传染病传播趋势、控制传染病传播疫情具有至关重要的意义。本文主要研究面向传染病领域的人类接触模式,包括模式建模、模式推断以及模式应用三个方面。模式建模主要用于构建表征接触行为的框架,模式推断为推断接触模式提供方法,两者共同构成人类接触模式。模式应用专注为传染病领域提供有价值的服务。特别地,我们将接触模式的建模、推断以及应用统一结合起来,贯穿到问题研究中,进行如下三个方面的研究工作:·大规模人口的接触模式推断。人口普查数据中包含了较全面的人类社会宏观信息。利用人口普查数据,结合接触模式建模方法以及接触模式推断方法,可以推断大规模人口的接触模式。推断的接触模式可以用于预测传染病的传播趋势、指导制定传染病监控策略等方面。·大规模人口的动态接触模式推断。为了理解传染病传播期间接触模式对传染病传播过程的影响,除了大规模人口的接触模式推断,还需要对接触模式的动态变化进行推断。这一研究以接触模式推断为基础,结合传染病测量指标数据,推断在传染病传播过程中接触模式改变的时间点以及接触模式变化量。该研究可以用来评估导致接触模式改变的控制措施的实施效果,指导在面对突发传染病时如何根据已有经验以及疫情发展采取有效的控制措施。·接触模式在传染病早期监控的应用。在传染病研究领域中,接触模式可以用于传染病传播趋势预测,传染病控制措施制定等应用。其中,传染病早期监控作为一项重要的应用,可以在疾病传播初期监控疾病的传播趋势,起到实时监控、及早发现疫情以及快速预警的目的,为公共卫生机构决策者应对传染病疫情提供响应时间。围绕上述三个方面,论文的具体工作和贡献包括:1.大规模人口的异质混合接触模式建模与推断。针对香港地区大规模人口,提出异质混合接触推断的启发式方法,推断城市级别不同场景的细粒度接触模式。此外,通过与香港调查问卷以及欧洲国家的接触模式进行相似性和传播趋势方面的对比,研究传染病测量指标的敏感性,确认了不同地区接触模式替代的可能性。2.大规模人口的异质混合动态接触模式建模与推断。以香港地区2009年H1N1流感为例,提出用于推断动态接触模式的概率框架。利用传染病发病数据以及异质混合动态接触传染病传播模型,挖掘在传染病传播过程中接触模式改变的时间点以及变化量。为评估控制措施实施的延迟效果、指导如何更好地应对未来突发疾病提供参考。3.面向动态接触的传染病早期监控策略优化。从底层个体接触模式出发,借鉴动态接触网络上的疫苗免疫控制策略,提出动态接触网络上的早期监控策略。通过比较多种策略的传染病早期监控效果,为依据接触网络设计监控系统提供重要参考。