Production networks and epidemic spreading: How to restart the UK economy?
我们分析了英国经济分阶段重启的不同情景的经济学和流行病学。我们的经济模式旨在应对COVID-19疫情的独特特征。社会距离措施影响供给和需求，投入产出约束在限制经济产出方面发挥关键作用。生产函数的标准模型不足以模拟封锁的短期影响。IHS Markit对行业分析师进行的一项调查使我们能够评估每个行业在两个月内生产所必需的投入。我们的模型还包括库存动态和失业与消费之间的反馈。我们证明了经济结果对生产函数的选择非常敏感，展示了供给约束如何导致强大的网络效应，并发现了一些反直觉的效应，例如只重新开放少数行业实际上会降低总产出。特定职业的数据和接触调查使我们能够估计不同行业如何影响疾病的传播率。我们研究了六种不同的重新开放情景，提出了我们对R 0增长和GDP增长的最佳估计。我们的研究结果表明，存在一个合理的折衷方案，可以使R 0相对较小地增加，并大幅提高经济产出。这与所有非消费者行业重新开放，学校只为需要儿童保育的工人开放，所有可以在家工作的人继续在家工作的情况相对应。
2020-05-21 econ.GN physics.soc-ph q-fin.EC
Effects of vaccination efficacy on wealth distribution in kinetic epidemic models
2019冠状病毒病疫情的蔓延凸显了经济与健康在应急管理方面的紧密联系。广泛的疫苗接种运动被认为是控制经济后果的主要工具。本文将集中在财富分配模型的水平上，在疫苗接种运动的有效性方面，对经济的改善。疫情期间的经济趋势通过一个数学模型进行评估，该模型将包括接种疫苗的个人的经典房室模型与基于二元财富交换的财富分配动力学模型相结合。财富交换和传染病进展之间的相互作用是通过假设一方面不同隔室中的个体在经济过程中的行为不同，另一方面疫情影响经济交易中的风险来实现的。使用动力学理论的数学工具，可以确定系统的平衡态以及由于人口财富分配中的大流行病而形成的不平等。数值实验强调了疫苗接种运动的重要性及其在减少多主体社会中的经济不平等方面的积极作用。
2022-01-10 nlin.AO physics.soc-ph
Evidence of economic segregation from mobility lockdown during COVID-19 epidemic
为应对COVID-19疫情，各国政府已实施封锁限制以降低感染率。我们对Facebook提供的近实时意大利数据进行了大量分析，以调查封锁策略如何影响个人和地方政府的经济状况。我们将流动性的变化建模为类似于自然灾害的外生冲击。我们确定了两种方式，通过流动性限制影响意大利公民。首先，我们发现封锁的影响在财政能力较高的城市更强。其次，我们发现了隔离效应，因为流动性限制在不平等程度较高的城市和人均收入较低的城市更强。
2020-04-11 cs.SI physics.soc-ph
Exploration of the effects of epidemics on the regional socio-economics: a modelling approach
大流行病除了影响人口的健康外，还可能对他们的社会和经济行为产生巨大影响。另一方面，这些因素有可能反馈并影响疾病的传播。重要的是要系统地研究这些相互关系，以确定哪些具有显著影响，以及这些影响是不利的还是有益的。我们最近开发的流行病模型与代理为基础的地理元素在这项研究中使用这样一个目的。我们进行了广泛的参数空间探索的社会经济部分的模型，包括因素，如对疾病传播，健康，经济状况，和政府机构的监管机构的代理人的态度（称为值）。我们使用基本的分类工具，即自组织映射和主成分分析，从模拟数据中搜索突出的模式。我们试图隔离影响疾病传播速度和模式的人口和政府代理人的最重要的值参数，并监控不同数量的模型输出，如感染率，流行病的传播速度，经济活动，政府法规和人口的遵守情况。其中，描述传染病传播的那些导致数据的最独特的聚类，并且它们被选择作为剩余分析的基础。我们发现的集群与三种不同类型的疾病传播：波浪状，混乱和过渡的传播模式。最重要的价值参数，有助于这些阶段之间的阶段变化被认为是遵守政府法规的人口代理。
2022-09-26 cs.MA physics.soc-ph
The economics of stop-and-go epidemic control
我们分析了“走走停停”的遏制政策，这些政策产生了感染周期，因为严格封锁期之后是感染率下降期。随后放松遏制措施，使病例再次增加，直到另一次实施封锁，并重复这一循环。几个欧洲国家在2019冠状病毒病大流行期间采取的政策似乎符合这种模式。我们表明，“走走停停”应导致较低的医疗成本比保持感染之间的中点的高点和低点所产生的“走走停停”。将走走停停政策的上限提高和下限降低相同的数量将降低平均医疗负担。但是，在保持几何平均值不变的同时，增加上限和降低下限将产生相反的效果。我们还表明，经济成本与遏制成正比，任何将感染恢复到原始水平（技术上是一个封闭循环）的路径都具有相同的总体经济成本。
2021-11-19 econ.TH physics.soc-ph
Economic and social factors in designing disease control strategies for epidemics on networks
流行病控制模型的本地，全球和小世界的网络被认为是，只有部分信息的个人和他们的连接状态。有效控制措施的主要目标是以尽可能低的成本阻止这一流行病，包括治疗和追踪疾病传播所需的费用。我们发现，延迟检测的传染性个人和存在的远程链接是最重要的因素决定的成本。然而，长距离联系的细节通常是社会互动中最不为人所知的元素，因为它们的偶然性和潜在的短暂寿命。我们表明，在某些条件下的疾病传播的概率，它是可取的，试图跟踪这些链接。因此，收集一些关于网络结构的额外知识可能有利于确保成功和具有成本效益的控制。
2006-08-14 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.soc-ph
Containment efficiency and control strategies for the Corona pandemic costs
新型冠状病毒（COVID-19）的迅速传播使政策制定者面临衡量遏制策略有效性的问题，平衡公共卫生考虑与社交距离措施的经济成本。我们引入了一个修改后的流行病模型，我们命名为受控SIR模型，其中的疾病繁殖率动态演变的政治和社会的反应。给出了一个解析解。该模型再现了超过疫情第一个高峰的大量地区和国家的官方COVID-19病例数。从现场数据中提取一个无偏反馈参数，并用于制定衡量遏制策略效率的指数（CEI指数）。给出了一系列国家的CEI值。对于受控SIR模型的两个变体，对整个流行病过程中的医疗和社会经济总成本进行了详细估计。成本包括医疗成本、社会距离的经济成本以及挽救生命的经济价值。在合理的参数下，严格的措施比不干涉政策效果更好。基于当前病例数的战略导致的总成本大大高于基于该流行病总体历史的战略。
2021-01-11 econ.GN physics.soc-ph q-bio.PE
Collapse transition in epidemic spreading subject to detection with limited resources
University of Zaragoza（萨拉戈萨大学）；Institute of Biocomputation and Physics of Complex Systems (BIFI), University of Zaragoza（萨拉戈萨大学复杂系统生物计算与物理研究所 (BIFI)）；Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey（蒙特雷高等技术学院）；Institute Gulbenkian of Science (IGC)（古尔本基安科学研究所 (IGC)）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；Università di Catania and INFN（卡塔尼亚大学及意大利国家核物理研究所 (INFN)）；Complexity Science Hub Vienna（维也纳复杂性科学中心）
本研究基于含检测隔离机制的仓室模型，揭示检测资源有限时除${\mathcal{R}}_0=1$的流行转变外，${\mathcal{R}}^*_0>1$处会发生检测系统崩溃转变，并给出相图以估算抗疫所需检测资源与管控水平。
2023-07-07 physics.soc-ph
COVID-ABS: An Agent-Based Model of COVID-19 Epidemic to Simulate Health and Economic Effects of Social Distancing Interventions
Instituto Federal do Norte de Minas Gerais (IFNMG)（北米纳斯吉拉斯联邦学院）；Federal University of Minas Gerais（米纳斯吉拉斯联邦大学）；Universidade Federal de Minas Gerais（米纳斯吉拉斯联邦大学）；Universidade Federal de Ouro Preto（奥罗普雷托联邦大学）
由SARS-CoV-2冠状病毒引起的COVID-19大流行直接影响了全球的公共卫生和经济。为了克服这一问题，各国采取了不同的政策和非药物干预措施来控制病毒的传播。本文提出了COVID-ABS，一个新的SEIR（易感-暴露-隔离-隔离）的代理为基础的模型，旨在模拟流行病的动态使用代理模仿人，企业和政府的社会。分析了七种不同的社交距离干预方案，这些方案具有不同的流行病学和经济影响：（1）什么都不做，（2）封锁，（3）有条件封锁，（4）垂直隔离，（5）部分隔离，（6）使用口罩，（7）使用口罩并坚持50%的社交隔离。在不可能实施封锁的情况下，封锁造成的死亡人数最少，对经济的影响最大，因此，在社会合作方面，结合使用口罩和部分隔离的情况可能更现实。COVID-ABS模型是用Python程序设计语言实现的，源代码公开。通过改变输入参数，该模型可以很容易地扩展到其他社会，并允许创建大量其他场景。因此，这是一个有用的工具，以协助政治家和卫生当局规划他们的行动，以应对COVID-19疫情。
2020-07-08 cs.AI physics.soc-ph
How connected is too connected? Impact of network topology on systemic risk and collapse of complex economic systems
在全球化的生产、金融和贸易体系中，经济上的相互依存日益明显。虽然在经济主体之间建立相互依存关系对于复杂产品的生产至关重要，但它们也可能因故障传播而增加系统性风险。确定网络连通性如何影响经济系统的紧急生产和崩溃风险至关重要。在本文中，我们提出了一个模型来研究网络结构对经济系统行为的影响，通过改变代理之间的连接密度和集中度。由于零件和产品的组合爆炸，生产的复杂性随着连接性而增加。当相互联系增加脆弱性时，就会出现紧急的系统性风险。我们的研究结果表明，在网络结构和个人失败的风险之间的关系的临界点和相变的出现给出了一个普遍的描述经济崩溃。这种关系似乎遵循S形的情况下，越来越密集或集中的网络。该模型揭示了经济复杂性增长的政策相关性，并强调了增加系统的潜在生产和其崩溃的鲁棒性之间的权衡。我们讨论了干预互联组织和系统特征的政策含义，并强调不同的网络结构和节点特征如何表明不同的方向，以促进复杂和强大的经济系统。
2019-12-20 physics.soc-ph q-fin.GN
COVID-19 Epidemic in Mumbai: Projections, full economic opening, and containment zones versus contact tracing and testing: An Update
孟买是世界上人口最稠密的城市之一，在印度所有城市中，病例数量第四多，死亡人数最多（截至2020年10月28日）。与印度其他地区一样，自2020年3月25日以来，孟买一直处于不同程度的封锁状态。鉴于封锁以及对人员和货物流动的相关限制对该国造成了巨大的经济损失，迅速开放经济尤其是在孟买这样的金融中心变得至关重要。在这份报告中，我们使用IISc-TIFR代理为基础的模拟器开发长期预测孟买的现实情况下，孟买的开放的工作场所，或等效的，经济，以及相关的公共交通，通过当地的火车和公共汽车。这些预测是考虑到如果经济和当地列车在2020年11月1日或2021年1月1日完全开放，可能会出现第二波。如果学校和大学在2021年1月的第一周开放，对孟买感染传播的影响也被考虑在内。我们还试图解释在Ganeshotsav节以及Navratri/Dussehra和Diwali节期间人口之间的混合增加。根据我们的模拟，我们的结论是，只要合理的医疗基础设施到位，11月1日全面开放经济的影响是可控的。此外，1月份开学的学校和学院不会导致感染人数过度增加。该报告还探讨了接触者追踪与隔离区的相对有效性，并包括2021年2月为老年人接种疫苗的效果的初步结果。
2020-10-29 physics.soc-ph q-bio.PE
Impact of edge-removal on the centrality betweenness of the best spreaders
控制传染病传播对避免潜在的致命后果和减少不可预见的社会经济影响至关重要。2003年的严重急性呼吸系统综合症（SARS）就是有效控制的例子，SARS造成近千人死亡，航空公司和相关企业破产。在这篇文章中，我们研究的传染病传播的控制策略的有效性的基础上删除连接在现实世界中的航空公司网络与相关的经济和社会成本考虑到通过定义适当的量化措施。我们发现了令人惊讶的结果，即删除不太繁忙的连接可以比删除更流行的连接更有效地阻止疾病的传播。由于断开不太受欢迎的路线往往会产生更少的社会经济成本，我们的研究结果表明，有可能以疫情控制效率换取重要枢纽连通性的最小减少。特别是，我们展示了各种本地流行病控制策略的性能，并展示了我们的方法如何通过传播控制特性来预测其成本效益。
2012-03-28 cs.SI physics.soc-ph
Optimal Lockdown for Pandemic Control
作为控制传染病的常用策略，封锁将不可避免地削弱经济。持续的COVID-19大流行凸显了公共卫生和经济成本之间的权衡。一个最佳的锁定政策，以解决这个权衡是非常需要的。在这里，我们提出了一个数学框架的流行病控制，通过一个最佳的稳定非均匀封锁，我们的目标是减少经济活动尽可能少，同时减少感染人数在规定的速度。这个框架使我们能够有效地计算一般流行病传播模型的最优稳定封锁政策，包括经典的SIS/SIR/SEIR模型和新的COVID-19传播模型。我们通过分析县际旅行频率的公开数据来分析纽约州62个县的COVID-19传播模型，从而展示了这一框架的强大功能。我们发现，根据2020年4月的疫情状况，最佳的稳定封锁措施将使纽约市以外的经济活动比纽约市内部更严格地减少，尽管当时纽约市的疫情要普遍得多。这种违反直觉的结果凸显了疫情控制的复杂性，并为未来的封锁政策设计提供了启示。
2022-01-25 math.OC physics.soc-ph
A Data-Driven Network Model for the Emerging COVID-19 Epidemics in Wuhan, Toronto and Italy
持续的2019冠状病毒病（COVID-19）大流行威胁人类健康并造成巨大经济损失。建立预测模型和预测流行趋势对于制定缓解这一流行病的对策至关重要。我们开发了一个网络模型，其中每个节点代表一个个体，边缘代表感染可能传播的个体之间的接触。这些人根据他们每天接触的人数（他们的节点程度）和他们的感染状态进行分类。使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）优化算法，将传播网络模型分别拟合到武汉（中国）、多伦多（加拿大）和意大利共和国的COVID-19疫情报告数据。我们的模型很好地拟合了这三个地区，置信区间很窄，可以适用于模拟其他特大城市或地区。关于遏制战略作用的模型预测可帮助公共卫生当局规划控制措施。
2020-05-28 physics.soc-ph q-bio.PE
Self-organized Collapse of Societies
该研究通过结合经济增长与社会不满传播的极简模型，揭示广泛财富分布引发社会动荡及繁荣-萧条循环，模型时间尺度与实证数据吻合。
2025-06-21 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.soc-ph
Simultaneous Holotheticity and Bi-Hamiltonian Structures in Economic Growth Theory
Department of Mathematics and Statistics, Dalhousie University（达尔豪斯大学数学与统计系）
本文将双哈密顿结构等几何框架应用于经济增长理论，运用同时同调性原理构建三类增长模式的层级分类，研究容量受限下的结构边界危机，揭示经济轨迹遇资源上限时的泊松笔秩坍缩现象。
2026-09-03 physics.soc-ph
Confidence Collapse in a Multi-Household, Self-Reflexive DSGE Model
我们研究了一个多户DSGE模型，在该模型中，过去的总消费影响了单个家庭的信心，从而影响了消费倾向。我们发现，这样一个最低限度的设置是非常丰富的，并导致各种现实的产出动态：高产出，没有危机;高产出，增加波动性和深度，短暂的衰退;交替的高和低产出状态，相对温和的下降，在经济条件可能会导致暂时的信心崩溃和经济活动急剧下降。危机概率指数依赖于模型的参数，这意味着市场不能有效地定价相关的风险溢价。最后，我们强调，在我们的框架内，{ \it叙述}成为一个重要的货币政策工具，可以帮助引导经济回到正轨。
2019-07-17 econ.TH physics.soc-ph q-fin.GN
Structure and dynamics jointly stabilize the international trade hypergraph
Korea University（韩国大学）；Universitat Rovira i Virgili（罗维拉-依维尔吉大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Korea Institute of Energy Technology（韩国能源技术研究所）；Korea Institute of Science and Technology Information（韩国科学技术信息研究所）
该研究通过超图框架分析国际贸易中坍塌贸易的传播机制，发现结构与动态的协同作用能有效抑制全球集体坍塌。
2026-01-29 cond-mat.dis-nn physics.soc-ph
