On Optimisation of Control Actions to Inhibit a Viral Infection Spreading According to the SEIR Model

Dieses Kapitel untersucht die Optimierung von Kontrollmaßnahmen zur Verhinderung der Ausbreitung von Virusinfektionen anhand des SEIR-Modells. Die Studie konzentriert sich auf drei zentrale Maßnahmen: Mobilitätseinschränkungen, Impfungen und spezielle Prophylaxe, die darauf abzielen, die Gesamtkosten zu minimieren und den Anteil der Infizierten unter einem bestimmten Schwellenwert zu halten. Das SEIR-Modell mit seinen Standardnotationen dient als Grundlage für diese Analyse. Das Kapitel stellt eine annähernde Lösung für das SEIR-System vor und verwendet eine Methode zur Optimierung des inneren Punktes unter Berücksichtigung der Kosten und Effektivität jeder Maßnahme. Anhand von Computerexperimenten zeigt die Studie, wie unterschiedliche Stufen der Populationsimmunität und Modellparameter die Ausbreitung von Infektionen beeinflussen. Der Optimierungsalgorithmus wurde entwickelt, um die kostengünstigste Kombination von Maßnahmen für verschiedene Altersgruppen zu finden und sicherzustellen, dass die maximal zulässige Infektionsrate nicht überschritten wird. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer genauen Parameterschätzung und die Sensitivität des Modells gegenüber Veränderungen der Populationsimmunität. Diese Forschung bietet einen praktischen Rahmen für die Optimierung von Maßnahmen zur Infektionskontrolle, die auf eine Reihe von Viruserkrankungen nach dem SEIR-Modell anwendbar sind.