Covira：COVID-19风险评估和可视化工具

软件X 16（2021）100873原始软件出版物Covira：COVID-19风险评估、可视化和沟通工具Bhoj Raj Ghimirea，b，Rishi Ram Parajulib，Bipin Khatiwadab，Shobha Poudelb，c，Kusum Sharmab，Bhogendra Mishrab，c，a尼泊尔开放大学，尼泊尔b科学中心，尼泊尔c尼泊尔政策研究所ar t i cl e i nf o文章历史记录：2021年1月16日收到收到修订版2021年10月8日接受2021年保留字：科维拉COVID-19风险评估软件风险沟通工具a b st ra ct评估冠状病毒感染的可能性及其对个人生活的风险，根据特定地点的动态条件估计空间传播风险，并将其传达给公众，对于最大限度地减少COVID-19的潜在影响至关重要。随着全世界病例的增加，新的模式正在显现。然而，风险评估的应用程序不仅可以帮助研究人员快速验证概念的证明，是一个强大的工具，使注意到的结果立即作为一个完美的工具，风险沟通。Covira（https://covira.info）是一个基于网络的开源软件，它捕捉响应，计算个人和区域风险，并以地图和风险卡的形式向最终用户显示结果。版权所有©2021作者。由爱思唯尔公司出版这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）中找到。代码元数据当前代码版本Beta 0.5此代码版本所用代码/存储库的永久链接https://github.com/ElsevierSoftwareX/SOFTX-D-21-00015Code Ocean compute capsule不适用GNU通用公共许可证（GPL）使用GitHub的代码版本控制系统使用的软件代码语言、工具和服务PHP Laravel、Postgres数据库、地图可视化传单、区域风险建模与映射-R语言编译要求，操作环境依赖Apache或IIS Web服务器，最好是Postgres DB PHP v7或以上，Laravel v7或上述如果可用，链接到开发人员文档/手册https://github.com/er-beeps/covira#readme问题支持电子邮件区域评估：bmishra@sciencehub.org.np个人评估和可视化：bghimire@nou.edu.np软件元数据当前软件版本V 0.5此版本可执行文件的永久链接https://github.com/er-beeps/covira.git法律软件许可证GNU通用公共许可证计算平台/操作系统Linux由于&它是基于Web的应用程序，因此除了瘦客户端和互联网连接之外，它没有任何安装/浏览依赖性。如果可用，请链接到用户手册-如果正式出版，请在参考列表中引用该出版物N/A支持问题的电子邮件代码：bipinkhatiwada10@gmail.com架构：bghimire@nou.edu.np空间风险分析：bmishra@sciencehub.org.np通讯作者：Science Hub，Nepal.电子邮件地址：bghimire@nou.edu.np（Bhoj Raj Ghimire），rparajuli@sciencehub.org.np（Rishi Ram Parajuli），bipinkhatiwada10@gmail.com（Bipin Khatiwada），spoudel@sciencehub.org.np（Shobha Poudel），kshrma@sciencehub.org.np（Kusum Sharma），bmishra@sciencehub.org.np（Bhogendra Mishra）。https://doi.org/10.1016/j.softx.2021.1008732352-7110/©2021作者。 由Elsevier B.V.出版。这是一篇开放获取的文章，使用CC BY许可证（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表SoftwareX期刊主页：www.elsevier.com/locate/softxBhoj Raj Ghimire，Rishi Ram Parajuli，Bipin Khatiwada等人软件X 16（2021）10087321001. 动机和意义Fig. 1. 系统架构。减缓COVID-19的传播并减少流动性。地质统计学建模有助于更好地了解疾病2019年底源自中国的冠状病毒病（COVID-19）现已蔓延至全球200多个国家和地区，超过2. 34亿例病例，已夺去超过470万人的生命，且仍在继续[1]。尽管世界各地的疫苗接种取得了实质性进展[2]，但更大的挑战仍有待于在全球范围内生产足够数量和复杂的物流配送，以及严格的库存管理和可承受的价格。在此之前，评估风险、适当沟通并限制蔓延将是一项主要战略。数据和软件工程师与前线战士一起加入部队，分析数据，检测模式，评估感染风险，并将其与市民，使COVID-19的后果最小化[3已引入COVID风险评估工具用于多种目的，主要用于合同追踪、人员暴露等，如[6]所列，但未引入区域和个人风险评估的综合工具。发展中国家往往缺乏灾害风险沟通，2015年尼泊尔廓尔喀地震灾害就有一些证据[7]。在大流行的初始阶段也观察到类似的情况。尼泊尔于2020年3月24日在全国范围内实施封锁，当时该国仅追踪到几起病例。这种全面封锁严重影响了社会经济部门[8]。 概念化了COVID-19风险评估和沟通的多学科方法，开发了个人风险模型，提出了区域风险评估框架 以了解不同的风险水平[9]。除了理论模型和框架外，还开发了风险沟通工具，以适当地加强风险传播。可视化[10]、机器学习[11趋势，并促进知情决策过程[16]。建立一个数学模型来预测感染是一个复杂的过程，因为有许多变量需要考虑[17]。此外，为一个地理位置的人开发的模型它必须与几个因素相关联，包括但不限于年龄、潜在健康状况、暴露水平、症状、与最近医疗机构的距离。因此，更合乎逻辑的是开发一种模型，根据症状和行为评估个人风险水平我们开发了一个基于网络的应用程序，个人风险，以生命风险和个人感染风险的可能性的形式这是通过评估对在线问卷拟合的指导关系，如以下方程的回答进行评估。（1）和（2）分别由[9]提出CRI（%）=Y×[（1−z）+z×CRF]（ 1）COVID19感染概率=区域风险×暴露（ 2）其中CRI代表新冠病毒风险指数，该人居住地区的区域风险根据Eq. （3）、暴露是取决于活动、职业等的值的总和。如[9]所示接下来，使用自由和开源软件（FOSS）脚本语言R来计算区域风险，考虑到动态变量，如入境移民的数量、当地当前的COVID感染病例、来自国外暴露的隔离病例的数量、采取的预防（三）、动态建模工具在每次更新区域中的案例时提供更新的风险分区。该地区的总风险评分（TRS）是根据COVID传播风险（CTR）、公共卫生风险（PHR）和社会经济风险（SER）计算的，如等式（1）所示。（四）、其中CTR、PHR和SER本身是其他因素的函数Bhoj Raj Ghimire，Rishi Ram Parajuli，Bipin Khatiwada等人软件X 16（2021）1008733=×”[9]。图二、 第一波峰 值 之 后 （a）和新 冠肺炎之 前 （b）的总体风险。来拟合任何数学和经验模型。因此，它可以被CTR= 0。6× PCS+0. 1× QNT +0. 1×经验+0。2×POD（3）其中，PCS=阳性病例评分QNT=隔离人群评分EXP=社区暴露评分POD=人口密度评分研究人员将其作为评估和可视化工具，以验证他们的模型和概念证明。该工具根据个人健康史和接触情况评估个人风险。除此之外，还根据该地区的活跃病例数、人口密度、入境旅行以及社会影响来计算区域风险。TRSCTR（0. 6×PHR+0. 4×SER）100（四）经济指标，如获得卫生设施、市场距离、人类发展指数。一种具有地理-最后，个人风险分数和区域风险地图经由交互式网络平台连同取决于各自落入的风险类别的个性化建议一起被传送Web平台具有公共视图和管理视图。问题中每个因素的权重都可以在管理视图中配置，而风险图和建议则在公共视图中以适当的风险计量器和彩色图例进行可视化。Covira是按照模块化、可扩展和灵活的方法开发的，只需对配置进行微小更改即可顺利运行考虑到这两种评估的风险可视化是 这是第一次2. 软件描述Covira 是一个基于Web的软件包，使用免费和开源的PhP（Laravel框架）和PostgreSQL数据库构建在模型视图控制器（MVC）架构上。该软件的一部分是用R语言编写的脚本该工具Bhoj Raj Ghimire，Rishi Ram Parajuli，Bipin Khatiwada等人软件X 16（2021）1008734能够Bhoj Raj Ghimire，Rishi Ram Parajuli，Bipin Khatiwada等人软件X 16（2021）1008735图三. 首页Covira应用程序的屏幕截图。见图4。 不同健康症状权 重 因 子 的 种 子 文 件 （covira/database/seeds/ActivityTableSeeder.php）。根据基本模型评估COVID-19风险，该模型是通过问卷调查获得的各种参数的函数（见图10）。① 的人。2.1. 软件构架Covira是一个在客户端-服务器架构模型中开发的实时COVID-19风险评估工具。它是在模型-视图-控制器（MVC）软件设计模式下开发的。MVC是一个成熟的模型，已经开发了很长时间。这是许多基于Web的软件开发人员的选择[18]。PHP中基于MVC的框架-Laravel被使用，因为它被发现优于其他框架[19]。它将应用程序数据和业务逻辑（模型）与表示（视图）分离。 模型是这类模式的核心组件，它管理应用程序的数据和规则。它执行数据验证以及处理、存储和检索数据。“视图”是应用程序中任何信息的表示。它处理将数据呈现给最终用户以文本、图表、图表或表格的形式。控制器是模型和视图之间的中介。它处理用户该软件分为三个主要模块：个人风险评估，区域风险评估和结果可视化。前者仅在软件的Web环境中基于用户输入的问卷调查响应进行计算，而后者的主要空间操作发生在R中，中间结果被送入业务逻辑以获得最终的风险评分。最后一步是通过分数图表和强大的可视化地理显示以及基于计算出的风险分数的个性化建议2.2. 软件功能Covira允许用户通过门户网站公共视图中的在线问卷调查评估其个人风险。记录与年龄、性别、人的当前位置、职业、卫生习惯、暴露、当前健康状况和症状（如果有的话）相关的响应。基于该响应，计算个人风险分数，并显示风险卡结果也可以在社交媒体（Facebook）上分享。然后，用户可以自愿继续进行进一步的调查。在这一阶段，很少有更多的问题涉及职业，社区密度，现有病例，入境旅行，卫生设施和基于响应，显示关于COVID感染概率和区域传播风险的进一步风险卡描述社会经济风险、公共卫生风险、粮食生产风险、传播风险和总体风险的地图在R中生成，并加载到Web界面中，以便更好地向公众传达风险。第一波峰值之后（a）和新冠肺炎之前（b）的总体风险如图所示。 二、除了完全基于个人数据的个人风险外，所有其他风险都是尼泊尔境内的本地风险然而，只要有数据，软件工具就可以扩展到世界任何地方。UI的快照如图所示。3 .第三章。3. 说明性实例为了评估个人风险，记录了调查问卷中的答复。因子的ID和权重，Bhoj Raj Ghimire，Rishi Ram Parajuli，Bipin Khatiwada等人软件X 16（2021）1008736图五.根据年龄和其他系数计算合并症因子（covira/app/Base/Helpers/RiskCalculationHelper.php）。其相应的活动、条件、习惯或情况已经被输入数据库。这个权重是研究人员通过德尔菲法根据经验确定的[9]。使用不同健康状况的权重因子的源的快照以及基于年龄和其他系数的合并症因子的计算在图1A和1B中描绘。4和5.基于捕获的响应，不同类型的风险和权重因子计算以下的控制方程，这是作为理论研究的结果在计算所有不同类型的风险之后，计算最终风险，并在此基础上确定风险等级，生成风险卡，并将其作为个性化消息传达给用户 图 6显示了在Covira工具中完成评估后显示的个人和区域风险沟通卡。4. 影响自2020年7月21日在公共领域https：//Covira.info/上首次发布该软件以来，该应用程序已成功吸引了研究人员，学者，社会工作者和公众的注意应用程序门户网站上有超过17，000次浏览，每次我们发布一些帖子时，Facebook页面上的该应用程序中有700多个风险评估条目，其中621个来自尼泊尔，其余的分布在世界各地。该应用的概念框架和理论支持已经过同行评审，并发表在Nature出版物尼泊尔政府已于第一波COVID-19期间实施全国封锁，但于第二波期间，主要根据活跃及新冠病例的数目按地区实施封锁这项工作敦促相同的方法，这是出版之间的两个浪潮。直接影响仍然未知，但是，所提出的模型可能会影响决策过程。这一工具的推出受到了高度赞赏，许多国家的印刷和在线文件都对此进行了报道由于该工具首先经过同行审查，并由尼泊尔工程师协会推出，据信许多有决策能力的政府官员都能使用该工具人们提到，他们在开始旅行之前使用这个应用程序来评估目的地城市很多人提到，他们评估了个人风险，他们喜欢根据他们的风险评分显示的个性化建议。根据用户的要求，正在加强这一工具，将互动地图纳入地理可视化系统，并努力开发应用程序接口，以便于使用。尽管如此，Covira是按照模块化，可扩展和灵活的方法开发的，只需进行微小的配置更改即可顺利工作，以适应任何数学和经验模型。因此，研究人员可以将其用作评估和可视化工具，以便验证他们的模型和概念证明见图6。在 Covira工具中完成评估后显示的风险沟通卡。Bhoj Raj Ghimire，Rishi Ram Parajuli，Bipin Khatiwada等人软件X 16（2021）10087375. 结论总而言之，Covira是一个免费的开源网络应用程序，使用PhP（Laravel框架），R和PostgreSQL数据库开发，以风险图表的形式计算COVID-19风险的地理可视化。它进一步计算区域风险，并以地图的形式传播风险信息竞合利益作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作引用[1] Worldometer. 冠 状 病 毒 病 例 。 2021 年 ， Worldometer 。 网 址 ： //www.worldometers.info/coronavirus/网站。[2] WHO. 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