Digital contact tracing of an infected person, testing the possible infection for the contacted persons, and isolation play a crucial role in alleviating the outbreak. Here, we design a dynamic graph streaming algorithm that can trace the contacts under the control of the Public Health Authorities (PHA). Our algorithm receives proximity data from the mobile devices as contact data streams and uses a sliding window model to construct a dynamic contact graph sketch. Prominently, we introduce the edge label of the contact graph as a binary contact vector, which acts like a sliding window and holds the latest D days (incubation period) of temporal social interactions. Notably, the algorithm prepares the direct and indirect (multilevel) contact list from the contact graph sketch for a given set of infected persons. Finally, the algorithm also uses a disjoint set data structure to construct the infection pathways for the trace list. The present study offers the design of algorithms with underlying data structures for digital contact trace relevant to the proximity data produced by Bluetooth enabled mobile devices. Our analysis reveals that for COVID-19 close contact parameters, the storage space requires maintaining the contact graph of ten million users; having 14 days of close contact data in the PHA server takes 55 Gigabytes of memory and preparation of the contact list for a given set of the infected person depends on the size of the infected list. Our centralized digital contact tracing framework can also be applicable for other relevant diseases parameterized by an incubation period and proximity duration of contacts.


翻译:我们设计了一个动态图表流算法,可以追踪公共卫生当局(PHA)控制下的接触。我们的算法从移动设备接收近距离数据,作为联系数据流,并使用滑动窗口模型来构建动态联系图图草图。我们明显地将联系图的边缘标签作为二进制接触矢量,它像滑动窗口一样,保持最新的D日(孵化期)时间性社会互动。值得注意的是,算法从接触图草图中为特定一组受感染者准备直接和间接(多级)接触列表。最后,算法还使用不连接数据集结构来构建追踪列表的感染途径。本研究提供了与蓝牙启用的移动设备产生的接近数据相关的数字联系跟踪基本数据结构的设计。我们的分析显示,对于COVID-19的近距离参数,存储空间需要保持1,000万用户的接触图;在受感染者接触的近距离图草图中,有14天的离线性数据结构,还要根据受感染者的中央联系框架,为受感染者进行55天的跟踪。

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