Simulatie van de verspreiding van een virus

De verspreiding van een virus is in het onderstaande gesimuleerd aan de hand van een paar eenvoudige regels. Omdat die regels zo eenvoudig zijn moet er niet al te veel waarde worden gehecht worden aan de resultaten van de simulaties. Desalniettemin kunnen er een paar fenomenen mee worden geïllustreerd.
In een bitmap wordt aan ieder pixel een aantal bewoners toegekend (hier 4, zodat een pixel min of meer overeenkomt met een woning met 4 bewoners). Het pixel wordt rood gekleurd als er één of meerdere bewoners besmet zijn. Een pixel kan geeltinten aannemen als er meer besmette mensen wonen dan in het begin van de simulatie (logées). Geimuniseerde personen worden met een blauwgradatie in de videos aangegeven.
Per iteratie (= ~videobeeld) wordt uitgerekend of bewoners van een pixel door zijn naaste buren besmet worden en hoever (hoeveel pixels) een bewoner van een pixel gereisd heeft (als dat tenminste mag). Alle parameters (i.e. de kans op transmissie, de gemiddelde duur van besmettelijkheid en immuniteit, de kans op overlijden voor een zieke, de fractie van mobiele personen en de gemiddelde mobiliteit) zijn Poisson verdeeld (zie de figuur). Iedere beslissing die het programma neemt wordt bepaald door het gooien van dobbelstenen (anders gezegd: het neemt een toevallig gekozen monster van de Poissonverdeling).
   Een Possion-verdeling met een gemiddelde van 10

Links van de de onderstaande drie videos, overeenkomende met drie scenarios, staan drie grafieken. Die geven aan hoe het totaal aantal besmette, geïmuniseerde en overleden personen in de héle bitmap verandert met het verloop van de iteraties.

Door de verspreiding van het coronavirus in het VK en de VS te modelleren, heeft het Imperial College in London, maart 2020, laten zien dat het bewaren van afstand in combinatie met afzondering en quarantine van besmette personen het optreden van nieuwe CoViD gevallen kan onderdrukken. Echter, om te voorkomen dat de ziekte opnieuw de kop opsteekt zouden deze maatregelen volgehouden moeten worden totdat een vaccin ontwikkeld is, hetgeen méér dan anderhalf jaar in beslag kan nemen. Eén van de grafieken in hun rapport is erg illustratief:
      
Strategiën voor het VK om het aantal benodigde Intensieve-Zorg bedden te beperken. De zwarte lijn geeft de ontwikkeling van de epidemie weer als er niet wordt ingegrepen. De groene lijn laat het effect van een strategie zien waarbij vanaf eind maart scholen en universiteiten worden gesloten, ziektegevallen worden geïsoleerd en afstand wordt gehouden. Bij de oranje lijn wordt de verspreiding van het virus beheerst door zieken te isoleren, de gezinnen thuis te houden en door afstand te bewaren. De rode lijn geeft het maximaal aantal beschikbare Intensieve-Zorg bedden in het VK aan. Het blauwe vak geeft de periode van 5 maanden aan waar binnen de matregelen van zouden kracht zijn.

Als immuniteit eindig is, b.v. doordat het virus gaandeweg van eigenschappen verandert zoals bij de jaarlijkse griepepidemiën gebeurt, dan kan het voorkomen dat het virus met golven terugkomt: het is endemisch geworden.In de onderstaande beelden en videos komt de virusbesmetting in min of meer concentrische cirkels terug (links) of, bij een beetje andere instelling, verspreidt het virus zich chaotisch (rechts).

	Herhaald terugkerende infectie. Deze video is beter te bezien op volle scherm grootte.		Chaotische verspreiding. Deze video is beter te bezien op volle scherm grootte.