干货 | 手把手教你用AnyLogic实现武汉疫情的高级模型

文案代码 向柯玮
审核校对 邓发珩

”

前言

经过上次AnyLogic的简单介绍，大家都反应还不够，想看更高级的。

向来宠各位伙伴的小玮当然会满足大家的要求，这次给大家带来上次武汉疫情的加强版本。

经过本篇推文，你就可以做出上面的模型~

那么废话不多说，我们进入今天的主要内容。

本次参数

本次模型的参数较多，在这里直接给出，数据并不严谨。

• 总人口：9000000人
• 规避系数：0.1
• 隔离率：0.1
• 接触人数：50人
• 患者接触感染率：0.01
• 潜伏者接触感染率：0.05
• 就诊率：0.5
• 潜伏期：10天
• 患病周期：5天
• 院内治愈率：0.95
• 院外治愈率：0.8
• 患者接触人数：接触人数*(1-规避系数)
• 初始感染者：2000
• 易感染者：总人口-2000
• 病毒携带者：1000
• 暴露人群：500
• 家庭隔离者：500
• 入院患者，院内治愈者，院内死亡者，院外治愈者，院外死亡者。

正式步骤

好了，参数部分我们已经先明确了，下面我们开始今天的正式步骤。

主要分为三个部分：运行状态图，初始化图和再美化。

运动状态图

首先，打开我们的AnyLogic，新建一个模型，选择工具栏中的系统动力学。

拖动一个存量出来，然后按住Ctrl，用鼠标左键拖动存量，生成9个存量，并命名。

存量的作用类似于一个容器，把水存在里面，接下来，我们会用到叫做流量的工具，它就类似于水管的作用。

它可以使不同存量之间建立起联系。现在我们拖动流量，让存量连接起来。然后对每个流量进行命名。

在这里我们暂时不要让暴露人群和院外治愈，院外死亡联系起来，因为不美观！在后面我们介绍一种方法，让连线更美观。

然后，我们就需要添加我们的参数了。同样是在系统动力学中，我们把参数拖出来，命名并且赋值。

命名和赋值已经在之前介绍过了，这里就不多加介绍了。

下一步就是给我们的每个存量赋值，让他们与参数进行联系起来。但是在此之前，我们要用到一个叫做动态变量的东西。

这个是什么意思呢？就是我们之前的参数是不是就是赋值一个固定的初始值？而动态变量就是一个变化的值，它是由我们的参数和一定的系数构成。

本题中，我们的动态变量是患者接触人数，且为接触人数*（1-规避系数）。

接下来，我们就是对我们的存量下手了，赋值并与参数建立联系。记住要使不同的存量之间建立起联系，我们要对流量进行赋值。其中的规则本模型设置如下：

• 感染=易感染者*(病毒携带者潜伏者接触感染率接触人数+暴露人群患者接触感染率患者接触人数)/总人口
• 隔离=病毒携带者*隔离率
• 不隔离=病毒携带者*(1-隔离率)
• 去医院=家庭隔离者*就诊率/潜伏期
• 住院=暴露人群*就诊率/潜伏期
• 院外死亡=家庭隔离者*(1-院外治愈率)/患病周期
• 院外治愈=家庭隔离者*院外治愈率/患病周期
• 院内死亡=入院患者*(1-院内治愈率)/患病周期
• 院内治愈=入院患者*(院内治愈率/患病周期

到现在这个位置，我们就可以来解决最开始遗留的问题，暴露人群中可能有院外治愈，和院外死亡啊，那怎么办呢？

在这里AnyLogic给我们提供了一种叫做影子的东西，我们对影子的各种操作和对本身的操作是一样的。

右键点击存量就可以选择影子了，拖到合适的地方，然后再拖动流量建立联系即可。

但是我们会看到，在屏幕下方会爆出两个错误。

不用着急，这是因为我们还需要进行一个步骤。我们可以点开这个错误，然后双击，就会自动移动到错误的位置。

定位到这个位置以后，我们点击红色的X就可以看到，是因为我们没有建立链接，单击建立链接就可以了。

最终我们的运动状态图其实已经建立好了，如下。

点击运行，就可以看到效果图了。

当然啦，这还不够酷，分析图呢？分析图去哪儿啦？找到左侧工具栏的分析区，把我们想要的样表拖出来，把值附上就ok了。

现在给出我们的效果图~

初始化图

好了，第一个部分我们已经圆满完成了，接下来，我们想一想，我们是不是每次想用不同的参数值来运行，都需要重新在Main函数中再一个接一个赋值?我们可不可以每次在程序run了以后的界面更改参数？

你的意思是说，像下面这样？

答案是，当然可以！

回到工程栏，选择当前模型栏中的Simulation：Main，点进去。

在进行接下来的操作之前，我们需要先了解一个小小的概念。

我们这样设置了这个界面，其实就是设置了变量，我们通过更改变量，从而更改相应的参数。那么本次我们的主要内容肯定是围绕变量展开的。

进入Simulation的界面之后，我们先进入智能体中拖出一个变量，然后进入演示中拖出一个文本，最后进入控件中拖出一个编辑框。

我们在这里举一个例子，大家就知道之后的其他参数应该怎么进行操作了。

将文本和变量的名称进行修改，比如改成接触人数。（不修改也可以，修改了便于识别。）

点击链接按钮，选择我们刚刚拖出的变量。之后，点击空白处，看到我们的主属性区的参数。

在接触人数后面，改成我们当前拖出来这个变量的名称，比如说我刚刚把变量名称改成了接触人数，在这里我就应该填上接触人数。

如果我们成功地设置了，前面的参数名称会变成深色。

当然在这里如果我们想设置一个默认初始值，以便于我们不用每次进入程序都把所有参数都重新输入一次，也是可以的。

在相应变量的初始值处设置一个就可以了。好了，我们可以点击一下运行，看看成功了没有。如果出现了下面的界面就说明成功了。

如果我们想要设置随机值的话，我们可以在初始值这个位置填上uniform(x,y)，即随机在x-y之间生成一个随机数。

这样设置的话，只是在我们第一次运行这个程序的时候生成一个随机数，而不是每次运行都可以生成一个随机数，后面运行时的初始值都是第一次的随机数，除非我们关闭整个软件。

这里面是为什么，我就不在这里多解释啦，有兴趣的伙伴可以去查一下随机数种子这个概念。

那么我们怎么让程序每次运行都有一个新的随机数呢？

其实很简单，我们来到simulation的界面。

在随机性一栏中选择随机种子，在之后我们每一次运行程序就可以有不同的随机数了。

现在我们就可以依次把所有的参数都按照上面的方式进行操作。（为了美观，我们可以把变量拖到其他地方）

总结一下，就是拖出三个原件，改名，链接，就可以了。

再美化

看到现在我们做的模型，总感觉有些地方做的不够好。比如说

• 初始化的位置背景不好看
• 在运动状态图的时候，我们总是需要往下面拉，才可以看到分析图

不用着急,接下来，我们对程序进行进一步美化。在演示框中，拖出图像。

我们就可以选择一张图片了，设置适合的大小以后，我们会很失望--因为他覆盖了原来的东西。

不用着急，右键单击图片，选择次序中的置于底层就可以完美解决这个问题了。

那如果我们想给当前界面加一个标题呢？我们需要的工具的位置依然是在演示中，选择矩形。

在我们的界面上方画一个矩形，然后再右侧栏选择填充颜色。

就可以设置好这一个矩形了，然后依然是演示栏，选择文本。

拖到矩形上，输入字，就可以做一个很酷的标题了。如果想要实现这种，应该怎么办呢？

诶，对！就是再拖一个矩形出来，然后右键单击选择次序就可以了。

我们现在解决了第一个问题，那么接下来就是处理第二个问题的时候了。现在我们需要用到的是演示栏中的视图区域工具。

然后利用这个工具，将我们的界面进行区域化。

但是我们还是没有实现跳转的目的，别急。接下来，我们还是拖动一个矩形出来，然后用文本输入两个界面的名称。

然后再在文本的高级选项中的点击时填上view+视图区域的名称.navigateTo();。

最后，把这一栏复制到另外一个界面就可以了。

点击运行就可以看到效果了。