Python实现病毒仿真器的方法示例(附demo)
最近新冠在神州大陆横行，全国上下一心抗击疫情。作为一枚程序员，我也希望可以为抗击疫情做出自己的贡献，钟院士一直劝说大家不要出门，减少人口间的流动。对此，我特意做了一个病毒仿真器，探询冠状病毒传播。
1.仿真效果
仿真开始，一开始只有5个发病者，传播率为0.8，潜伏期为14天
由于人口的流动，以及医院床位的隔离，一开始病毒扩撒不是很速度
随着医院床位满了，隔离失败，加上人口的流动，病患数开始几何式的增加
2.什么是仿真器
仿真器（emulator）以某一系统复现另一系统的功能。与计算机模拟系统（ComputerSimulation）的区别在于，仿真器致力于模仿系统的外在表现、行为，而不是模拟系统的抽象模型。
3.python如何实现仿真器
现在来谈谈仿真器实现的原理。仿真器使用Python和PyQt5实现。PyQt5是封装了Qtlibrary的跨平台GUI开发库，基于Python语言。
这里主要涉及到仿真器效果绘制，以及如何模拟多个参数。先来说一下绘制市民的状态。绘制的工作通过drawing.py文件的Drawing类来完成。该类是QWidget的子类，这也就意味着Drawing类本身是PyQt5的一个组件。与按钮、标签类似。只是并不需要往Drawing上放置任何子组件。只要在Drawing上绘制各种图形即可。
在PyQt5中，任何一个QWidget的子类，都可以实现一个paintEvent方法，当组件每次刷新时，就会调用paintEvent方法重新绘制组件的内容。Drawing类中paintEvent方法的代码如下：
#每次Drawing刷新，都会调用该方法 defpaintEvent(self,event): qp=QPainter() qp.begin(self) self.drawing(qp)#绘制城市的各种状态的市民 qp.end()
在绘制图像前，需要创建QPainter对象，然后调用QPainter对象的begin方法，结束绘制后，需要调用QPainter对象的end方法。上面代码中的drawing方法用于完成具体的绘制工作。
仿真器设置一个人员池，来进行人员的流动性
classPersons(metaclass=Singleton): def__init__(self): self.persons=[]#保存所有的人员 self.latency_persons=[]#保存处于潜伏期的人员 city=City(Params.city_center_x,Params.city_center_y) forvalueinrange(0,Params.city_person_count): x=Params.person_position_scale*next_gaussian()+city.center_x y=Params.person_position_scale*next_gaussian()+city.center_y ifx>Params.city_width: x=Params.city_width ify>Params.city_height: y=Params.city_height self.persons.append(Person(city,x,y)) #获取特定人群的数量 defget_person_size(self,state): ifstate==-1: returnlen(self.persons) count=0 forpersoninself.persons: ifperson.state==state: count+=1 returncount
仿真代码
fromPyQt5.QtWidgetsimport*
fromsocketimport*
classTransmission:
def__init__(self,ui):
self.ui=ui
self.host='localhost'
self.port=5678
self.addr=(self.host,self.port)
defsend_command(self,command,value=None):
tcp_client_socket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_client_socket.connect(self.addr)
ifvalue==None:
value=0
data=command+':'+str(value)
tcp_client_socket.send(('%s\r\n'%data).encode(encoding='utf-8'))
data=tcp_client_socket.recv(1024)
result=data.decode('utf-8').strip()
tcp_client_socket.close()
returnresult
defsetup(self):
self.ui.horizontalSliderBedCount.valueChanged.connect(self.bed_count_value_change)
self.ui.pushButtonUpdateBedCount.clicked.connect(self.update_bed_count)
self.ui.horizontalSliderFlowIntention.valueChanged.connect(self.flow_intention_value_change)
self.ui.pushButtonFlowIntention.clicked.connect(self.update_flow_intention)
self.ui.horizontalSliderBroadRate.valueChanged.connect(self.broad_rate_value_change)
self.ui.pushButtonBroadRate.clicked.connect(self.update_broad_rate)
self.ui.horizontalSliderLatency.valueChanged.connect(self.latency_value_change)
self.ui.pushButtonLatency.clicked.connect(self.update_latency)
self.ui.pushButtonClose.clicked.connect(self.close_virus_simulation)
defbed_count_value_change(self):
self.ui.labelBedIncrement.setText(
f'设置变量
classParams: success=False #初始感染人数 original_infected_count=50 #病毒传播率 broad_rate=0.8 #病毒潜伏期，14天 virus_latency=140 #医院收治响应时间 hospital_receive_time=10 #医院床位 hospital_bed_count=100 #安全距离 safe_distance=2 #平均流动意向[-3,3]值越大，流动意向越强 average_flow_intention=3 #城市总人口数量 city_person_count=5000 #病死率 fatality_rate=0.02 #死亡时间 dead_time=30 #死亡时间方差 dead_variance=30 #城市宽度 city_width=1100 #城市高度 city_height=800 #医院宽度（需要计算获得） hospial_width=0 #城市中心x坐标 city_center_x=550 #城市中心y坐标 city_center_y=400 #用于计算城市中每个人随机位置的scale（用于正态分布） person_position_scale=200 current_time=1#当前时间
我们可以根据这些修改仿真页面
完整代码
以上就是Python实现病毒仿真器的方法示例的详细内容，更多关于请关注毛票票其它相关文章！
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