news 2026/7/4 12:11:29

用Python实现可视化病毒传播过程模型:告别统计学,专注过程模拟

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张小明

前端开发工程师

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用Python实现可视化病毒传播过程模型:告别统计学,专注过程模拟

X00300-可视化病毒传播过程模型python实现 可视化病毒传播过程模型 并非统计学模型,过程模拟。 基于virusdemo的可视化病毒传播过程

在疫情时代,大家对病毒传播都有了更深的认知。今天咱就抛开统计学模型那一套,用Python来实现一个纯粹基于过程模拟的可视化病毒传播过程模型,以virusdemo为基础来展开。

前期准备

在Python中,我们要实现可视化,matplotlib库是个不错的选择,它能让我们轻松绘制各种图表。另外,为了模拟病毒传播过程,还得用到numpy来处理数值计算。

import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np

matplotlib就像我们绘图的画笔,numpy则像是调色盘,为我们处理数据提供方便。

定义基本参数

我们需要定义一些初始参数,比如初始感染人数、总人数、传播概率等等。

total_population = 1000 initial_infected = 10 transmission_probability = 0.3 days = 100

这里设定总共有1000人,一开始有10个感染者,每次接触传播病毒的概率是0.3,模拟时长为100天。

模拟传播过程

下面这个函数就是核心的病毒传播模拟部分啦。

def simulate_virus_spread(): susceptible = total_population - initial_infected infected = initial_infected recovered = 0 susceptible_list = [susceptible] infected_list = [infected] recovered_list = [recovered] for _ in range(days): new_infections = 0 for _ in range(infected): if np.random.rand() < transmission_probability: new_infections += 1 susceptible -= new_infections infected += new_infections - recovered recovered += new_infections susceptible_list.append(susceptible) infected_list.append(infected) recovered_list.append(recovered) return susceptible_list, infected_list, recovered_list

这里通过循环一天天模拟病毒传播。每一天里,每个感染者都有一定概率(transmission_probability)去感染一个易感者。新感染人数统计出来后,相应更新易感者、感染者和康复者的数量,并记录到列表里供后续绘图使用。

可视化结果

有了模拟数据,咱就可以把它画出来看看病毒传播的趋势。

susceptible, infected, recovered = simulate_virus_spread() days_range = np.arange(days + 1) plt.plot(days_range, susceptible, label='Susceptible') plt.plot(days_range, infected, label='Infected') plt.plot(days_range, recovered, label='Recovered') plt.xlabel('Days') plt.ylabel('Number of People') plt.title('Virus Spread Simulation') plt.legend() plt.show()

这段代码利用matplotlib把易感者、感染者和康复者的数量随时间的变化画成曲线。xlabelylabeltitle分别给图表加上横纵轴标签和标题,legend显示不同曲线对应的标签,最后show把图展示出来。

这样,一个基于过程模拟的可视化病毒传播过程模型就用Python实现啦,通过这种方式我们能更直观地看到病毒在人群中的传播和变化情况。希望大家通过这个小项目,对病毒传播的过程模拟有更清晰的理解。

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