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London calling: Simulationsinstrument prognostiziert zweite Welle von COVID-19

Ein Team aus Forschenden hat prognostiziert, wie sich lokalisierte Maßnahmen in London wie etwa die Schließung bestimmter Geschäfte oder die Quarantäne von Bewohnern innerhalb bestimmter Gebäude auf die Ausbreitung des Coronavirus auswirken können.

Gesundheit

Seit dem Ausbruch der COVID-19-Pandemie kommen mathematische Modelle und Computersimulationen intensiv zum Einsatz, um die besten Strategien zur Milderung der Auswirkungen von COVID-19 zu ermitteln. Die Arbeit konzentriert sich darauf, die Ausbreitung des Coronavirus sowie die Auswirkungen unterschiedlicher Interventionen zu verstehen. Hier kommt das EU-finanzierte HiDALGO-Projekt (HPC and Big Data Technologies for Global Systems) ins Spiel, mit dessen Hilfe eine Forschungsgruppe eine Simulation entwickeln konnte, um die Auswirkungen lokaler Ausgangsbeschränkungen in den Londoner Bezirken zu prognostizieren. Die quelloffene Coronavirus-Simulation hat vorausgesagt, dass eine zweite Welle von COVID-19 London in fast allen Fällen treffen wird, hat jedoch auch gezeigt, dass der Ausbruch wahrscheinlich erheblich weniger schwerwiegend sein wird als der erste. In einer Nachrichtenmeldung des HiDALGO-Projektpartners Brunel University London heißt es: „Das dahinter stehende Entwicklerteam des Modells, das seine Simulation als ,pessimistisch‘ beschrieben hat, stellte fest, dass eine zweite Welle des Coronavirus unabhängig von den getroffenen Maßnahmen wahrscheinlich ist.“ Derek Groen von der Brunel University London wird in derselben Nachrichtenmeldung zitiert: „Unsere Simulationen ermöglichen es den Behörden, die Auswirkungen von Vorgehensweisen wie der Schließung eines örtlichen Supermarkts oder der Veränderung von Einschränkungen für Schulen oder Unternehmen auf lokaler Ebene zu erkennen.“

Längerer Ausbruch

Die Forschenden verwendeten anonymisierte Daten einer Einheit des nationalen Gesundheitsdienstes, um eine Prognose für die kommenden 80 Tage zu erstellen, die ein „sehr breites Spektrum lokaler Interventionstypen“ abdeckt, von der Schließung von Pubs bis zur Einschränkung einzelner Haushalte. Dies soll die lokalen Behörden bei der Planung von Ausgangsbeschränkungen unterstützen. Für mehrere Londoner Bezirke, darunter Brent, Ealing, Hillingdon und Harrow, wurden vollständige Simulationen entwickelt, wobei einfachere Prognosen auch für Westminster, Kensington, Fulham und Chelsea erstellt wurden. Sie verglichen eine Reihe von Szenarien für jeden Bereich, wie zum Beispiel keinerlei Einschränkungen, verlängerte Ausgangsbeschränkungen und dynamische Ausgangsbeschränkungen, wobei verschiedene Maßnahmen zum Einsatz kamen. Die Infektionsraten wurden mithilfe von OpenStreetMaps auf einer Karte visualisiert, sodass „die Entwicklerinnen und Entwickler des Modells sehen konnten, wo sich Hotspots entwickeln und wie sich Hotspots bewegen, wenn sich die Krankheit innerhalb einer Bevölkerung ausbreitet“, erläutert die Nachrichtenmeldung der Brunel University London weiter. Groen weist auf die sehr unterschiedlichen Ergebnisse zwischen den Bezirken hin und fügt hinzu, dass das Team „versucht, besser zu verstehen, warum das so ist.“ Er fügt hinzu: „Die Modelle sehen definitiv in fast allen Fällen eine zweite Welle, obwohl diese viel weniger gravierend aussieht als die erste Welle, allerdings könnte sie länger andauern.“ Das Simulationsinstrument basiert auf Erkenntnissen aus der aktuellen wissenschaftlichen Literatur. Die Forschenden betonen jedoch, dass jeder, der es verwendet, Annahmen aktualisieren kann, etwa wie ansteckend der einzelne Patient ist und wie viele Personen die Regeln der räumlichen Distanzierung befolgen. „So ist zum Beispiel derzeit nicht ganz klar, wie viele Menschen Masken tragen. Wir können eine Zahl eingeben, beispielsweise 20 %, und die Simulation dann ausführen – wenn die Benutzer jedoch eine andere Zahl eingeben möchten, so können sie einfach mehr Durchläufe ausführen und die Zahl variieren“, so Groen weiter. Laut derselben Nachrichtmeldung verwendet eine lokale Behörde in North London die Simulationen bereits. Imran Mahmood, der die Simulationen mitentwickelt hat, erklärt: „Wir hoffen, dass andere die Codes übernehmen und ihre lokalen Umgebungen modellieren ... um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie sich COVID-19 in ihrer örtlichen Gemeinschaft verbreitet.“ Das laufende HiDALGO-Projekt, das den Simulator unterstützte, konzentriert sich auf die Entwicklung eines Simulationsrahmens zur Bewältigung weltweiter Herausforderungen in verschiedenen Bereichen wie Soziologie, Ökonomie, Technologie und Ökologie, die von Migrationsströmen bis hin zur Luftverschmutzung reichen. Weitere Informationen: HiDALGO-Projektwebsite

Schlüsselbegriffe

HiDALGO, COVID-19, Coronavirus, London, zweite Welle, Ausgangsbeschränkungen

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20 April 2020