從數據視角探尋國內新冠肺炎疫情發展特點

陳琳，王凱華

1.山西大學數學科學學院，山西 太原 030006；2.中國人民銀行太原中心支行，山西 太原 030001

0 引言

2019年12月底，湖北省武漢市最先爆出新型冠狀病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019，COVID-19，簡稱：新冠肺炎)疫情.2020年1月20日，國家衛生健康委高級別專家組組長鐘南山院士在赴武漢實地考察之后明確肯定此次新冠肺炎存在人傳人現象[1]，迅速成為媒體焦點，引起全國關注.1月21日，國家衛生健康委首次在官網發布全國新冠肺炎疫情情況，全國累計報告確診病例291例(湖北省270例)[2]，湖北省會武漢為本次疫情國內最嚴重區域.武漢常住人口超千萬，又處于交通樞紐，以武漢為圓心、以1 000公里為半徑的“4小時高鐵經濟圈”覆蓋全國10億人口、90 %的大中城市[3]，由于正值春運，客流密集，大約有500萬流動人口離開武漢[4]，疫情輸出風險激增.1月23日，武漢宣布關閉離漢通道，隨后湖北省內其他城市陸續跟進“封城”措施.1月25日大年初一，習近平總書記召開中央政治局常委會專題研究新冠肺炎疫情防控工作，并成立中央新型冠狀病毒肺炎領導組，派出中央指導組赴武漢現場督導.此后，全國新冠肺炎疫情防控措施迅速升級，各省陸續宣布啟動公共衛生事件一級響應機制，中央組織全國四萬多名醫護人員支援湖北武漢.經過全國共同努力，4月26日，湖北在院治療新冠肺炎患者清零，以武漢為主戰場的國內新冠肺炎疫情防控取得重要階段性成效.

新冠肺炎疫情發生以來，國內外學者圍繞新冠疫情發展趨勢開展了大量研究.中國香港大學深圳醫院的袁國勇(Kwok Yung Yuen)教授課題組[5]在《The Lancet》發文，通過研究一個患者聚集家庭，認為新冠病毒可以在家庭或醫院中進行人與人之間的傳播.中國疾控中心等機構[6]在《New England Journal of Medicine》發文，通過研究截至1月22日武漢市已報告的前425例確診病例，認為新冠肺炎基本再生數為2.2(95 %置信區間為1.4～3.9)，倍增時間為7.4天.中國香港大學研究人員[7]在《The Lancet》發文，通過研究武漢輸出確診病例，認為新冠肺炎基本再生數為2.68(95 %置信區間為2.47～2.86)，倍增時間為6.4天，估計武漢截止1月25日有7萬多人感染，國內其他城市疫情將比武漢晚一周到兩周陸續爆發，由于沒有有效考慮中國政府采取的堅決防疫措施，估算結果與實際偏差較大.鐘南山院士研究團隊[8]在《New England Journal of Medicine》發文，通過研究2019年12月11日至2020年1月29日來自全國1099例確診患者的臨床信息，得出病死率為1.4 %，潛伏期中位數為4天(四分位數為2天～7天).周濤等[9]基于SEIR模型估算新冠肺炎基本再生數為2.8～3.3之間.趙序茅等[10]基于大數據回溯分析新冠肺炎在國內的擴散趨勢，認為基于模型的估算普遍存在高估感染人群的問題，論證了中國政府對于疫情擴散具有強有力的控制力.金啟軒[11]通過數學模型對國內疫情傳播時間和發展規模進行了估算.國內其他學者[12～17]也通過模型對新冠疫情發展趨勢進行了研究.

以上基于模型對疫情發展的預測和分析，由于參數確定存在一定主觀性，預測精度有待進一步提升；大多基于國內疫情初期或中期數據進行分析，對近期國內疫情新變化新進展特點未進行分析.本文基于最新疫情數據對全國疫情發展特點進行了分層次分析，在以武漢為主戰場的國內新冠肺炎疫情防控取得重要階段性成效之際，回顧分析疫情發展階段性特征，對做好疫情常態化防控和全面復工復產復學恢復經濟社會正常秩序具有重要意義.

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本文數據采集自國家衛生健康委、各省市衛生健康委官方網站，數據采集日期為2020年1月20日(國家衛生健康委首次公布全國確診病例數據)至2020年4月28日，數據統計口徑為全國31個省(自治區、直轄市)和新疆生產建設兵團，不含港澳臺地區.數據指標選取新冠肺炎確診病例，分別從累計值和當日新增值進行分析.

1.2 研究方法

本文采用描述性分析方法，從全國與湖北疫情走勢、本土與境外輸入病例、疫情主要省份、疫情主要城市等層面，結合疫情防控措施分層次對比分析防控效果，提出政策建議.全文使用Origin 2020進行數據預處理和圖形展示.

2 結果和討論

2.1 全國總體疫情態勢

國內疫情總體得到有效控制.從全國新冠肺炎疫情確診病例趨勢圖(圖1)來看，1月20日全國累計確診病例為291例(其中武漢258例)，之后開始快速上升.4月28日全國累計確診病例82 858例(其中武漢50 333例)，三個多月時間內，全國疫情走勢與湖北、武漢基本一致，顯示武漢作為全國疫情中心，對全國疫情走勢起到了決定性作用.全國除湖北累計確診病例走勢和湖北除武漢基本一致，但比湖北除武漢走勢曲線略低一些，顯示全國各省和湖北各地市疫情走勢相似，但全國疫情比湖北省內地市疫情輕一些，全國除湖北確診病例在2月21日之后已基本趨于穩定.從每日新增來看，2月12日是一個峰值，單日全國新增14 110例(其中湖北13 797例)，主要由于湖北為實現應收盡收目標根據疫情實際情況調整了確診標準，使得核酸檢測未確診但CT影像符合的病例也納入確診病例.

從圖2可以看出，全國疫情在1月20日至28日每日累計確診病例增長率在50 %左右波動，1月28日之后，除2月12日當日確診病例激增外，每日增幅總體呈下降趨勢，2月21日當日增幅降至1 %以下，此后保持在1 %以內.從全國除湖北確診病例增長率來看，1月23日武漢“封城”之前增速在100 %至200 %之間，顯示正在呈現爆發式增長，“封城”之后，確診病例增長率快速而穩定下降，直至2月21日之后持續低于1 %，顯示武漢“封城”效果顯著，及時阻斷病毒傳播路徑，對遏制并扭轉全國疫情起到了關鍵作用.全國疫情形勢的扭轉，也為全國支援湖北武漢奠定了基礎.

由于2月21日以后確診病例數據較前期增長的峰值小很多，一起分析難以發現國內新冠肺炎新趨勢，因此，我們單獨分析2月12日單日新增峰值之后的確診病例情況.從圖3可以看出，全國單日新增確診病例可以分為三個階段.第一階段：2月14日～21日全國每日新增確診病例大幅下降；第二階段：2月21日開始經過一周左右平穩波動后繼續下降，直至3月12日到達單日新增最低值(全國新增11例)，以武漢為主戰場的疫情防控阻擊戰在短短一個月時間取得了明顯成效，充分體現了中央疫情防控戰略部署精準高效；第三階段，3月12日之后，全國每日新增確診病例曲線又開始上升，主要由于國外疫情迅速蔓延，對我國疫情防控構成反向輸入壓力.國家衛生健康委從3月4日開始公布每日境外輸入病例數量，我們繪制了3月4日以來確診病例每日新增堆積圖(圖3)，可以看出，全國當日新增確診病例中本土病例數量逐步下降，境外病例逐步增多.從3月13日開始，境外輸入病例開始超過本土新增病例，且增長快速，成為國內確診病例主要新增源，全國每日新增確診病例呈“M”型走勢，顯示全國疫情防控進入新階段.截至4月28日，累計境外輸入確診病例1 660例，外防輸入成為我國當前疫情防控的關鍵影響因素.可見，國內疫情具有明顯的本土疫情和境外輸入疫情階段特征，在國內疫情得到較好控制情況下，國內疫情發展主要受境外輸入影響，說明疫情無國界.在疫情面前，國內外是一個整體，只有當所有國家疫情都得到有效控制，國內疫情防控壓力才可徹底解除.

圖1 新冠肺炎確診病例趨勢圖Fig.1Trendchartofconfirmedcases圖2 新冠肺炎確診病例增長率圖Fig.2 Growthrateofconfirmedcases

圖3 全國新冠肺炎確診病例每日新增趨勢圖Fig.3 Trend chart of daily confirmed cases in China

2.2 主要省份疫情態勢

除湖北外，我們選取了截至4月28日累計確診病例最多的七個省份進行比較分析，分別為廣東1 588例、河南1 276例、浙江1 268例、湖南1 019例、安徽991例、黑龍江939例、江西937例.七省中，河南、湖南、安徽、江西是湖北相鄰省份，受疫情影響較大；廣東、浙江雖然與湖北不相鄰，但作為2019年GDP排名第一名、第三名，是名副其實的經濟大省，是我國經濟強勁省份的代表；黑龍江是中俄陸路重要通道，是外防輸入的重要邊境省份.分析上述七省對探析本次疫情影響具有較好的代表性.

從圖4可以看出，3月中旬以前為本土病例階段.七省累計確診病例走勢基本一致，說明在黨中央統一指揮下，“全國一盤棋”防疫措施嚴格執行到位，達到了預期防疫目標.從每日新增確診病例數據看，浙江省在1月29日率先達到峰值(當日新增132例)，其后廣東省在1月31日當日新增127例，除這兩個時間峰值較為獨特外，1月20日至2月19日七省當日新增走勢基本一致，均為日增確診病例上升到達峰值然后下降，形成一個完整的疫情上升下降過程，兩個經濟發達省份比四個湖北周邊省份更早出現單日峰值，黑龍江省疫情峰值來得更晚一些，峰值也較其他省份低.2月20日浙江再次出現小高峰(當日新增28例)，主要為浙江省十里豐監獄出現聚集性疫情.3月中旬以后進入境外輸入病例階段.廣東省、黑龍江省新增確診病例較其他五省增長明顯，主要為境外輸入病例，特別是黑龍江省在4月8日和4月13日兩次出現明顯峰值，4月8日從俄羅斯輸入40例，4月13日從俄羅斯輸入79例，說明在全國本土疫情防控形勢整體得到有效控制的情況下，境外輸入病例壓力巨大，不能掉以輕心.可以發現，疫情發展初期對疫情中心周邊地區和經濟發達地區影響較大，疫情發展后期國家航班密集的大城市和陸路口岸較多的邊境省份受境外輸入壓力較大.

圖4 主要省份累計和新增確診病例趨勢圖Fig.4 Trend chart of cumulative and daily confirmed cases in major provinces

按省份進行疫情分析雖然能夠總體了解全國疫情防控形勢，但具體疫情防控舉措還是以市縣為單位具體進行，目前國內疫情數據分析主要集中于省級分析，因此對主要城市疫情進行分析對于細分國內疫情防控形勢很有必要.

2.3 主要城市疫情態勢

因湖北省內城市疫情受省會武漢影響巨大，且具有同質化，全部納入分析不利于準確分析全國城市疫情形勢.因此，本文選取了除湖北省內城市以外，截至4月28日全國累計確診病例最多的七個城市，分別是：上海644例、重慶579例、北京593例、溫州505例、廣州504例、深圳461例、牡丹江402.其中，北上廣深是中國大陸經濟實力最強的四座城市；重慶市是全國人口最多的城市，又與湖北相鄰；而溫州是中國民營經濟之鄉，溫州人在湖北經商就業就學人數眾多；牡丹江市綏芬河口岸是中俄重要陸路口岸，在本次境外輸入病例中占比較大，代表了邊境城市陸路口岸防疫形勢.上述七市在全國城市中具有代表性.

從圖5來看，七市新增確診病例也具有明顯的本土病例和境外輸入病例階段特征.3月中旬以前的本土病例階段，七市中除個別時點溫州累計確診病例超過重慶外，基本上重慶一直排在首位，這與重慶和湖北相鄰有關.百度地圖慧眼(http://qianxi.baidu.com/)遷徙數據顯示，1月10日～24日，湖北遷徙目的地為重慶的占比為8.03 %，在全國所有城市中位居首位.從每日新增確診病例來看，重慶于1月24日和26日兩次分別當日新增30例和35例，七個城市中率先出現當日新增峰值，顯示疫情初期重慶防控壓力較大.2月下旬以來，重慶和溫州累計確診病例曲線基本趨向平穩，3月份以來兩市累計新增病例分別為3例和1例，防控任務基本完成.廣州和深圳累計確診病例曲線在2月中旬至3月中旬走勢較平穩，3月中旬之后略有抬升趨勢.溫州和深圳分別于1月29日和1月31日出現峰值，除此之外，1月下旬至2月下旬各城市累計確診病例和當日新增病例數據整體走勢較為一致.

圖5 主要城市累計和新增確診病例趨勢圖Fig.5 Trend chart of cumulative and daily confirmed cases in major cities

3月中旬以后的境外輸入病例階段，北京、上海、廣州確診病例曲線走勢持續上升，呈加速增長趨勢，顯示中國內地特大城市面對境外輸入防控壓力增大，在武漢阻擊戰取得顯著成效后，防控境外輸入成為國內防控新重心.北京作為首都，國際航線密集，交通便捷，常常是首選入境點，面臨境外輸入病例壓力巨大，3月18日和23日北京當日分別新增確診病例21例和32例.為緩解首都北京境外輸入病例壓力，中國政府決定自3月23日起，目的地為北京的國際航班選擇國內12個城市機場作為第一入境點，進行防疫檢查.從圖5可以看出，這一措施效果顯著，自3月23日之后北京新增病例驟降，確診病例增長一直保持在低位.為進一步緩解境外輸入病例壓力，中國民用航空局決定[18]自3月29日起，每家航空公司經營至每個國家的航線只保留一個航班，每條航線運營每周不超過一班.該措施實施后，通過國際航班入境客運流量大幅減少，通過國際航班輸入病例得到有效控制，除4月11日上海確診境外輸入病例52人外，其他城市航空輸入病例均較少.但也呈現新特點，隨著航空通道收窄，陸路口岸輸入壓力開始增大.中俄邊境牡丹江市綏芬河口岸從俄羅斯入境病例大幅增長，4月8日和13日分別新增40例和79例.

3 結論及建議

3.1 研究結論

本文通過對比分析國內新冠肺炎疫情發展趨勢得出如下結論：

(1)國內疫情具有明顯的本土疫情和境外輸入疫情階段特征.3月中旬之前為本土病例階段，經過舉全國之力，以武漢為主戰場的疫情防控阻擊戰在短短一個月時間取得了明顯成效，充分體現了中央疫情防控戰略部署精準高效；3月中旬之后為境外輸入病例階段，由于國外疫情迅速蔓延，對我國疫情防控構成反向輸入壓力，表明在疫情面前，國內外是一個整體，只有當所有國家疫情都得到有效控制，國內疫情防控壓力才可徹底解除.

(2)疫情發展初期對疫情周邊地區和經濟發達地區影響較大.從本次國內疫情影響來看，河南、湖南、安徽、江西、重慶等湖北周邊省市疫情較重，由于地理位置相鄰，人員往來密切，疫情擴散相對容易；北京、上海、廣東、浙江等經濟發達省市，和全國各地人員交互頻繁，交通便捷，人口密集，受疫情影響較大.經濟發達省份比周邊省份更早出現單日峰值.2013年“非典”疫情也有類似特征.

(3)疫情發展后期境外輸入病例成為國內新的防控重點.3月中旬以來，在本土疫情防控取得明顯成效的基礎上，隨著全球疫情爆發，境外輸入確診病例持續快速增加，成為國內確診病例新的主要增長源.北京、上海、廣州等特大城市機場成為防控境外疫情輸入的主戰場，隨著航空客流收窄，黑龍江等陸路邊境口岸防控境外疫情輸入壓力大增，全力防范境外輸入避免二次疫情爆發是目前主要任務.

(4)采取嚴格防控措施能夠有效阻斷疫情傳播鏈條.國內疫情由于防控措施嚴格，本土疫情傳播在較短時間內得到有效控制，疫情傳播鏈條被阻斷；面對境外輸入病例持續增長，通過采取指定第一入境點、航班限流等措施，有效控制了境外輸入病例增長；在前期防控經驗基礎上，從全國來看，境外輸入病例在本土未能大幅擴散，顯示了疫情傳播鏈條基本阻斷.

3.2 政策建議

(1)在全球疫情拐點未到來時，國內疫情防控仍需謹慎.隨著國內現有確診病例逐步減少，各地陸續開始復工復產，逐步恢復正常生產生活秩序，同時，境外輸入確診病例持續增加，且部分城市出現境外輸入相關病例.局部反彈壓力猶在，不能掉以輕心.3月以來，為防控境外輸入疫情，國家先后出臺了多項出入境管控措施，取得明顯成效.建議在復工復產的同時，個人防護措施應繼續保持，如在人員密集區域佩戴口罩等，避免境外輸入病例二次傳播.

(2)國家公共衛生應急體系應進一步完善.本次疫情爆發以來，在中央統一組織領導下，全國各系統快速行動，采取有力措施，短時間內迅速控制住疫情，成為全球疫情防控樣板，多國正在積極采納中國方案進行疫情防控.本次國內快速高效強有力的疫情防控，湖北武漢做出了巨大犧牲，全國付出了相當大的經濟代價.疫情爆發初期暴露出的短板，應引起關注，建議進一步完善公共衛生監測、預警等體制機制，盡早發現、快速處置，不能讓武漢的犧牲重演，并盡可能減少經濟損失.