epiDEM 2S v3

breed [ humans human] ; declaramos especie humana
breed [ dogs dog ] ; declaramos especie perro

globals
[
  ;; GLOBALES PARA PERSONAS

  humans-new-infected        ;; número de personas infectadas en el tick
  humans-new-recovered       ;; número de personas recuperadas en el tick
  humans-new-deaths          ;; número de personas muertas en el tick

  humans-previous-infected   ;; número personas infectadas en el tick anterior

  percentage-humans-susceptibles  ;; tanto por uno población susceptible
  percentage-humans-infected      ;; tanto por uno población infectada
  percentage-humans-recovered     ;; tanto por uno población recuperada
  percentage-humans-deaths        ;; tanto por uno población muerta

  beta                      ;; valor Beta en el tick
  gamma                     ;; valor Gamma en el tick
  i-max                     ;; Máximo valor de infectados
  t-i-max                   ;; Día cuando se da el máximo número de infectados
  total-humans-deaths       ;; Total de humanos fallecidos
  humans-r0                 ;; número de contagios provocado por cada humano infectado
]

humans-own ; Propiedades de los humanos
[
  infected?
  cured?
  susceptible?
  dead?

  days-infected         ; valor por defecto 0
  infection-duration    ; valor por defecto 0

  humans-infection-counter   ;; contador infecciones
  humans-recovered-counter   ;; contador recuperados
  humans-deaths-counter      ;; contador muertos
]

dogs-own ; Propiedades de los perros
[
 infected?
 cured?
 susceptible?
 dead?

 days-infected              ; valor por defecto 0
 infection-duration         ; valor por defecto 0
]

;;
;; SETUP PROCEDURES
;;

to setup ; Clear all
  clear-all
  reset-ticks
end 

to deploy-people                                        ; CREAR PERSONAS
  create-humans number-people - initial-people-infected ; Crear personas susceptibles iniciales (número de personas - personas infectadas)
  [
   setxy random-xcor random-ycor
   set shape "person"
   set color white
   set susceptible? true
   set infected? false
   set cured? false
   set dead? false
  ]
  create-humans initial-people-infected ; Crear personas infectadas iniciales
  [
   setxy random-xcor random-ycor
   set shape "person"
   set color red
   set susceptible? false
   set infected? true
   set cured? false
   set dead? false
   set infection-duration random-normal average-infection-duration-people 4 ; Se calcula cuánto va a durar la infección en el sujeto siguiendo una distribución normal con desviación típica = 4
     if infection-duration < (average-infection-duration-people / 3 )       ; Comprobamos si la duración de la infección es inferior a la duración media entre 3
     [
      set infection-duration (average-infection-duration-people / 3 )       ; Si la duración es inferior a la duración media entre 3, forzamos a que la duración sea la duración media entre 3
     ]
  ]
end 

to deploy-dogs                        ; CREAR PERROS
  create-dogs number-dogs             ; Crear perros susceptibles iniciales
  [
   setxy random-xcor random-ycor
   set shape "wolf"
   set color white
   set susceptible? true
   set infected? false
   set cured? false
   set dead? false
  ]
  create-dogs initial-dogs-infected
  [
   setxy random-xcor random-ycor
   set shape "wolf"
   set color red
   set susceptible? false
   set infected? true
   set cured? false
   set dead? false
   set infection-duration random-normal average-infection-duration-dogs 4 ; Se calcula cuánto va a durar la infección en el sujeto siguiendo una distribución normal con desviación típica = 4
   if infection-duration < (average-infection-duration-dogs / 3 )       ; Comprobamos si la duración de la infección es inferior a la duración media entre 3
     [
      set infection-duration (average-infection-duration-dogs / 3 )       ; Si la duración es inferior a la duración media entre 3, forzamos a que la duración sea la duración media entre 3
     ]
  ]
end 

;;
;; GO PROCEDURES
;;

to move                                                 ; Movimiento random humanos
  rt random-float 360
  fd 1
end 

to try-moving                                           ; Chequea si los perros se mueven antes de aplicar la función de movimiento random
  if dogs-move
  [
   rt random-float 360                                  ; Movimiento random para perros
   fd 1
  ]
end 

to assign-color                                         ; Asignar color según si es infectado o recuperado
 if infected? [ set color red ]
 if cured? [ set color green ]
 if dead? [ set color brown]
end 

to infect                                               ; POSIBILIDAD DE INFECCIÓN HUMANO - HUMANO
  let nearby-uninfected (humans-on neighbors)           ; crea variable con los humanos de los patches contiguos
  with [ not infected? and not cured? and not dead? ]   ; no infectados, no curados, no muertos
  if nearby-uninfected != nobody                        ; chequeo de que la variable contenga a algun individuo
  [ ask nearby-uninfected
    [ if random-float 100 < infection-chance            ; si el roll de 100 es inferior a la probabilidad de infectarse, se infecta
      [ set infected? true
        set susceptible? false
        set infection-duration random-normal average-infection-duration-people 4    ; Se calcula cuánto va a durar la infección en el sujeto
                                                                                    ; siguiendo una distribución normal con desviación típica = 4
          if infection-duration < (average-infection-duration-people / 3 )          ; Comprobamos si la duración de la infección es inferior a la duración media entre 3
          [
          set infection-duration (average-infection-duration-people / 3 )           ; Si la duración es inferior a la duración media entre 3, forzamos a que la duración sea la duración media entre 3
          ]
        set humans-infection-counter (humans-infection-counter + 1)                 ; sumamos 1 al contador de infecciones por el nuevo infectado
       ]
    ]
  ]
end 

to dogs-infect                                                                  ; POSIBILIDAD DE INFECCIÓN PERRO - PERRO
  let nearby-uninfected (dogs-on neighbors)
  with [ not infected? and not cured? and not dead? ]
  if nearby-uninfected != nobody
  [ ask nearby-uninfected
    [ if random-float 100 < infection-chance-dogs-dogs
      [ set infected? true
        set susceptible? false
        set infection-duration random-normal average-infection-duration-dogs 4  ; Se calcula cuánto va a durar la infección en el sujeto siguiendo una distribución normal con desviación típica = 4
          if infection-duration < (average-infection-duration-dogs / 3 )        ; Comprobamos si la duración de la infección es inferior a la duración media entre 3
          [
            set infection-duration (average-infection-duration-dogs / 3 )       ; Si la duración es inferior a la duración media entre 3, forzamos a que la duración sea la duración media entre 3
          ]
      ]
    ]
  ]
end 

to cross-infect                                                                     ; POSIBILIDAD DE INFECCIÓN PERRO - HUMANO
  let nearby-uninfected (humans-on neighbors)
  with [ not infected? and not cured? and not dead? ]
  if nearby-uninfected != nobody
  [ ask nearby-uninfected
    [ if random-float 100 < cross-infection-chance
      [ set infected? true
        set susceptible? false
        set infection-duration random-normal average-infection-duration-people 4    ; Se calcula cuánto va a durar la infección en el sujeto
           if infection-duration < (average-infection-duration-people / 3 )         ; Comprobamos si la duración de la infección es inferior a la duración media entre 3
          [
            set infection-duration (average-infection-duration-people / 3 )         ; Si la duración es inferior a la duración media entre 3, forzamos a que la duración sea la duración media entre 3
          ]
       ]
    ]
  ]
end 

to maybe-recover-people                                     ; POSIBILIDAD DE RECUPERARSE PERSONAS
  set days-infected days-infected + 1                       ; sumamos 1 al contador de días infectados del individuo
    if days-infected >= infection-duration                  ; Cuando los días infectado se igualan a la duración de la infección pre-definida para el sujeto cuando se infectó
      [                                                     ; vemos si el individuo se recupera o se muere
        let recovery-roll random-float 100                  ; creamos variable con número random 0 - 100
        (
        ifelse
          recovery-roll <= recovery-chance-people           ; cuando el valor de la variable es < a la probabilidad de recuperarse el individuo se cura
          [ set infected? false
            set susceptible? false
            set cured? true
            set humans-recovered-counter (humans-recovered-counter + 1)  ]  ; sumamos 1 al contador de recuperados

          ; else commands --- > recovery-roll > recovery-chance-people |    cuando el valor de la variable es > a la probabilidad de recuperarse el individuo muere
          [ set infected? false
            set susceptible? false
            set cured? false
            set dead? true
            set humans-deaths-counter (humans-deaths-counter + 1)  ]        ; sumamos 1 al contador de muertos
        )
      ]
end 

to maybe-recover-dogs                                       ; POSIBILIDAD DE RECUPERARSE PERROS
  set days-infected days-infected + 1                       ; sumamos 1 al contador de días infectados
    if days-infected >= infection-duration                  ; Cuando los días infectado se igualan a la duración de la infección pre-definida para el sujeto cuando se infectó
      [                                                     ; vemos si el individuo se recupera o se muere
        let recovery-roll random-float 100                  ; creamos variable con número random 0 - 100
        (
        ifelse
          recovery-roll <= recovery-chance-dogs             ; cuando el valor de la variable es < a la probabilidad de recuperarse el individuo se cura
          [ set infected? false
            set susceptible? false
            set cured? true
          ]
          ; else commands --- > recovery-roll > recovery-chance-people |  cuando el valor de la variable es > a la probabilidad de recuperarse el individuo muere
          [ set infected? false
            set susceptible? false
            set cured? false
            set dead? true
          ]
        )
      ]
end 

to reset-humans-counter                                      ; Resetear contadores en cada tick a 0
  set humans-infection-counter 0
  set humans-recovered-counter 0
  set humans-deaths-counter 0
end 




;;;;;;;;;;;;;;; Calculo r0 para humanos ;;;;;;;

to calculate-humans-r0
  set humans-new-infected sum [humans-infection-counter] of humans                ; asignamos valor de "nuevos infectados" en el tick
  set humans-new-recovered sum [humans-recovered-counter] of humans               ; asignamos valor de "nuevos recuperados" en el tick
  set humans-new-deaths sum [humans-deaths-counter] of humans                     ; asignamos valor de "nuevas muertes" en el tick
  let humans-new-removed (humans-new-recovered + humans-new-deaths)               ; creamos variable y asignamos valor de "nuevos sustraidos" = recuperados + muertos en el tick

  ; Número total de susceptibles en el tick
  let total-humans-susceptibles count humans with [susceptible? ]                 ; creamos variable y asinamos valor de "total de personas susceptibles" en el tick

  ;fracción población susceptible
  set percentage-humans-susceptibles (total-humans-susceptibles / number-people ) ; asignamos valor a la fracción de población susceptible

  ; Número total de infectados en el tick
  let total-humans-infected count humans with [ infected? ]                       ; creamos variable y asinamos valor de "total de personas infectadas" en el tick

  ;fracción población infectada en el tick
  set percentage-humans-infected ( total-humans-infected / number-people )        ; asignamos valor a la fracción infectada de la población

  ; Número total de recuperados en el tick
  let total-humans-recovered count humans with [ cured? ]                         ; creamos variable y asinamos valor de "total de personas recuperadas" en el tick

  ;fracción población recuperada en el tick                                       ; asignamos valor a la fracción recuperada de la población
  set percentage-humans-recovered ( total-humans-recovered / number-people )

  ; Número total de muertos en el tick                                            ; asignamos valor de "total de personas muertas" en el tick
  set total-humans-deaths count humans with [ dead? ]

  ;fracción población muerta en el tick                                           ; asignamos valor a la fracción de la población muerta
  set percentage-humans-deaths ( total-humans-deaths / number-people )

  ;fracción población susceptible inicial                                         ; asignamos valor al número de individuos susceptibles en el inicio del modelo
  let s0 (number-people - initial-people-infected)

  ;cáculo de beta
  if humans-previous-infected > 0                                                 ; prevenimos cáculo en el primer tick cuando el valor de previous infected es 0
  [set beta (humans-new-infected / humans-previous-infected)]                     ; asignamos valor a beta

  ;cálculo gamma
  if humans-previous-infected > 0                                                 ; prevenimos cáculo en el primer tick cuando el valor de previous infected es 0
  [set gamma (humans-new-removed / humans-previous-infected)]                     ; asignamos valor a gamma

  ;cáculo i-max
  if humans-previous-infected > 0                                                 ; prevenimos cálculo en el primer tick cuando el valor de previous infected es 0
  [if total-humans-infected > humans-previous-infected                            ; acutalizamos i-max solo cuando el valor del total de infectados es superior a i-max
    [let temp-i-max total-humans-infected                                         ; asignamos el valor de total de humanos infectados a una variable temporal
     if temp-i-max > i-max                                                        ; comprobamos que el valor de la variable temporal sea superior al valor previo de i-max
      [set i-max temp-i-max                                                       ; asignamos valor a i-max
       set t-i-max ticks]                                                         ; asignamos valor a t-i-max
    ]
  ]

  ; Cálculo humans-r0
  if humans-new-infected > 0 [                                                                             ; Evita calcular r0 cuando no hay nuevos infectados
                                                                                                           ;   para evitar monitorizar r0 erroneo cuando la enfermedad
                                                                                                           ;   no se contagia entre humanos
    if number-people - total-humans-susceptibles != 0 and total-humans-susceptibles != 0 [                 ; Nos aseguramos que el total de humanos susceptibles sea
                                                                                                           ;   distinto (inferior) a la población inicial, y que el el número
                                                                                                           ;   de personas susceptibles sea distinto (superior) a 0.
      set humans-r0 (ln(s0 / total-humans-susceptibles) / (number-people - total-humans-susceptibles))     ; Este R(0) es realmente beta/gamma, deducida a partir de
                                                                                                           ;   integrar dI/dS =>
                                                                                                           ;   N - gamma·ln·[S(0)/beta] = S(t) - gamma·ln·[S(t)/beta]
      set humans-r0 (humans-r0 * s0)                                                                       ; Multiplicamos el valor obtenido de R(0) en el paso anterior
                                                                                                           ; por S(0) para obtener R(0)= [beta/gamma]·S(0)
    ]
  ]

  set humans-previous-infected total-humans-infected    ; guardamos el valor del total de infectados del tick
                                                        ; para usar como valor de infectados previos en el siguiente tick
end 





;;;;;;;;;;;;; GO ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

to go ; Moverse e infectarse
  ask humans
      [ reset-humans-counter ]      ; aplica el reset de contadores

  ask humans with [ not dead? ]     ; aplica movimiento a los no muertos
      [ move ]
  ask dogs with [ not dead? ]
      [ try-moving ]

  ask humans with [ infected? ]     ; aplica la posibilidad de recuperarse a los infectados
      [ maybe-recover-people ]
  ask dogs with [ infected? ]
      [ maybe-recover-dogs ]

  ask humans with [ infected? ]     ; aplica funcion de infectar a los infectados
      [ infect ]
  ask dogs with [ infected? ]
      [ dogs-infect ]
  ask dogs with [ infected? ]
      [ cross-infect ]

  ask humans                        ; aplica los calculos r0
      [calculate-humans-r0]
  ask humans
      [ assign-color ]              ; aplica el color
  ask dogs
      [ assign-color ]

  tick
end