1. 2. Covid-19 etc. SIRD model Python script
   3. attempt to simulate Covid-19 epidemy
2. can simulate multiple rounds
   1. main params: R0,infection ceiling
   3. Note: this program is for educational purposes only
   4. not actual simulation of epidemies
   5. do not take account changes in R0 value
   6. due to lockdowns and other measures
   7. not times in icu etc

import math as math import numpy as np import scipy as sp import matplotlib.pyplot as plt import pandas as pd import matplotlib.dates as mdates from matplotlib.ticker import NullFormatter from matplotlib.dates import MonthLocator, DateFormatter

allit=[] tehollet=[] sairaalaant=[] kuoleet=[] imaxit=[] icumaxit=[]

g_ttt=[] g_sss=[] g_iii=[] g_rrr=[] g_ddd=[] g_icu=[] g_hosp=[] g_ddd2=[]

def sird_malli_koe_2(pitu,na,i,s,r,d,r0,rt,kontakt,gamma,beta,delta,khospi,kiku):

global allit global tehollet global sairaalaant global kuoleet

ttt=np.linspace(0,pitu,pitu) sss=np.linspace(0,pitu,pitu) iii=np.linspace(0,pitu,pitu) rrr=np.linspace(0,pitu,pitu) ddd=np.linspace(0,pitu,pitu) icu=np.linspace(0,pitu,pitu) hosp=np.linspace(0,pitu,pitu) ddd2=np.linspace(0,pitu,pitu)

for n in range(0,(pitu)): iii[n]=0 sss[n]=0 rrr[n]=0 iii[n]=0 ddd[n]=0 ddd2[n]=0 icu[n]=0 hosp[n]=0

diku=1.0/210.0 maxi=0 alli=0 iku=0 hospi=0 ik=0 ho=0 maxiku=0

## SIRD malli

for n in range(0,(pitu-0)): na=s+i+r+d bis=beta*i*s gi=gamma*i dddt=delta*i dsdt=(-1*bis)/na didt=(bis/na)-gi-dddt drdt=gi s=s+dsdt i=i+didt r=r+drdt d=d+dddt sss[n]=s iii[n]=i rrr[n]=r ddd[n]=d ddd2[n]=dddt alli=alli+i iku=i*kiku-i*diku hospi=i*khospi hosp[n]=hospi icu[n]=iku ik=ik+iku ho=ho+hospi if(i<maxi): beta=rt*gamma

if(iku>maxiku): maxiku=iku if(i>maxi): maxi=i

allit.append(alli) sairaalaant.append(int(ho)) tehollet.append(int(ik)) kuoleet.append(int(d)) icumaxit.append(int(maxiku)) imaxit.append(int(maxi))

g_ttt.append(ttt) g_sss.append(sss) g_iii.append(iii) g_rrr.append(rrr) g_ddd.append(ddd) g_icu.append(icu) g_hosp.append(hosp) g_ddd2.append(ddd2)

return

1. 1. 1. main proge

malli=0 mallimaara=10

1. 1. oletus rt

rt=3.35

for malli in range(0,(mallimaara+1)):

#if (malli==0): ## kevään 2020 aalto pitu=180 na=1200 i=1 s=na-i r=0 d=0 #r0=3.35 r0=2.5+0.1*malli rt=r0 kontakt=0.5 gamma=0.1 beta=r0*gamma delta=0.047 ## kuolleisuus khospi=0.13 ## sairaalaan kerroin kiku=0.035 ## teholle kerroin

sird_malli_koe_2(pitu,na,i,s,r,d,r0,rt, kontakt,gamma,beta,delta,khospi,kiku)

print ("-------------------------") print ("Malli ", malli) print ("R0 ",r0, "Rt ",rt ) print ("Infektiokatto ",na)

alli=allit[malli] ho=sairaalaant[malli] ik=tehollet[malli] d=kuoleet[malli] maxteholla=int(icumaxit[malli]) maxinfektiot=int(imaxit[malli])

print ("Kaikki ",int(alli)) print ("Sairaalaan ", int(ho)) print ("Teholle ", int(ik)) print ("Kuolee ",int(d))

#laapeli0="Oletukset: Nousuaika "+str(a_huippuaika)+" päivää. Alussa R0="+str(a_ro)+ " Huipun jälkeen Rt="+str(a_laskuro) #laapeli1="Simu" #labelo="R0 "+str(r0)+ " Infektiokatto "+str(na)+ " : kuolee yhteensä "+str(int(d)) #labelo="R0 "+str(r0)+ " Infektiokatto "+str(na)+" Teholle maksimi "+str(int(maxteholla)) +" : teholla yhteensä "+str(int(ik)) #labelo="R0 "+str(r0)+ " Infektiokatto "+str(na)+" Päivittäiset maksimi "+str(int(maxinfektiot)) +" : tapauksia yhteensä "+str(int(alli)) labelo="R0 "+str(r0)+" : yhteensä "+str(int(alli))

ax = plt.gca()

plt.title("Koronainfektiot riippuen R0:n arvosta, simulaatio", fontsize=20) #plt.suptitle(laapeli0, fontsize=14,y=1)

plt.xlabel("Päivä", fontsize=16) #plt.ylabel("Päivittäin kuolleita", fontsize=16) plt.ylabel("Päivittäiset infektiot", fontsize=16) plt.xticks(fontsize=15 ) plt.yticks(fontsize=15 )

plt.plot(g_ttt[malli],g_iii[malli],label=labelo) #plt.plot(g_ttt[malli],g_ddd2[malli],label=labelo) #plt.plot(g_ttt[malli],g_icu[malli],label=labelo)

#g_sss #g_iii #g_rrr #g_ddd #g_icu #g_hosp #g_ddd2

plt.legend() plt.show()