肖恩·麦克奎德。;瑞安，举重;纳撒尼尔·J·梅里尔。;亚达夫，阿尤什;伊曼纽尔·特雷拉特;Sarah R.Allred。;皮科利、贝内代托 使用扩展SEIR模型控制新冠肺炎疫情。 （英语） 兹比尔1498.92234 数学。模型方法应用。科学。 31，第12号，2399-2424（2021）. 摘要：新冠肺炎的爆发导致全世界高死亡率。本文旨在说明如何使用简单的SEIR模型对2020年3月初的新泽西州进行快速预测，并呼吁根据中国和意大利的数据采取行动。然后，提出了一个更精细的模型，该模型考虑了社会距离、检测、接触者追踪和隔离，以确定遏制措施，最大限度地降低疫情的经济成本。后者考虑了所有相关成本，包括因封锁和隔离而减少的经济活动，以及住院和死亡成本。该模型允许人们找到最佳策略，作为实施各种非药物干预措施的组合，并研究不同的情景和可能的初始条件。 引用于9文件 MSC公司： 92天30分 流行病学 关键词：新冠肺炎;SARS-CoV-2型;SEIR隔间模型;非药物干预;最优控制;数据填充;新泽西州 软件：AMPL公司;伊波特;github PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.T.McQuade}等人，《数学》。模型方法应用。科学。31，第12号，2399--2424（2021；Zbl 1498.92234） 全文： 内政部 参考文献： [1] Acemoglu，D.、Chernozhukov，V.、Werning，I.和Whinston，M.D.，《多组SIR模型中的最优目标锁定》，第27102卷（国家经济研究局，2020年）。 [2] S.R.Allred、S.T.McQuade、N.J.Merrill、B.Piccoli、D.Spielman、C.Villacis、R.Whiting、A.Yadav、D.Zacher和D.Ziminski，《新型冠状病毒肺炎模式下的区域卫生系统不足》（2020年），https://rand.camden.rutgers.edu/2020/03/16/regional-health-system-shortfalls-with-a-novel-covid-19-model/（https://rand.camden.rutgers.edu/2020/03:16/regional健康系统短消息）。 [3] F.E.Alvarez、D.Argente和F.Lippi，新型冠状病毒锁定的简单规划问题，技术报告（国家经济研究局，2020年）。 [4] Aniţa，S.和Capasso，V.，《流行病学中的反应扩散系统》，An.ötiin \355]。库扎伊阿什大学。材料（N.S.）66（2020）171-196·Zbl 1513.35312号 [5] Aronna，M.S.、Guglielmi，R.和Moschen，L.M.，以隔离、检疫和测试作为控制措施的新型冠状病毒，《流行病学》34（2021）100437。 [6] Bellomo，N.、Bingham，R.、Chaplain，M.A.J.、Dosi，G.、Forni，G.，Knopoff，D.A.、Lowengrub，J.、Twarock，R.和Virgillito，M.E.，《病毒大流行的多尺度模型：全球互联世界中的异质交互实体》，数学。模型方法应用。科学30（2020）1591-1651·Zbl 1451.92276号 [7] Bonnard，B.、Caillau，J.-B.和Trélat，E.，光滑情况下的二阶最优性条件及其在最优控制中的应用，ESAIM control Optim。计算变量13（2007）207-236·Zbl 1123.49014号 [8] M.Bourdeaux、J.Kaushal、L.Bilmes、A.Sasdi、M.Mishra和A.Hoyt，《估算马萨诸塞州支持检疫和隔离的成本和效益：新冠肺炎应对措施中缺失的环节》，香港统计局工作文件编号：RWP21-003（2021）。 [9] Bressan，A.和Piccoli，B.，《控制数学理论导论》，第2卷（美国数学科学研究所（AIMS），2007年）·Zbl 1127.93002号 [10] Britton，T.、Ball，F.和Trapman，P.，一个数学模型揭示了群体异质性对SARS-CoV-2群体免疫性的影响，《科学》369（2020）846-849·兹比尔1478.92180 [11] Brown，V.L.和Jane White，K.A.，《最佳控制在评估最具成本效益的疫苗接种计划实施中的作用：人乳头瘤病毒案例研究》，数学。《生物科学》231（2011）126-134·兹比尔1214.92047 [12] Casella，F.，根据每日检测报告，新冠肺炎疫情能否得到控制？，IEEE控制系统。第5批（2021年）1079-1084。 [13] Chen，Y.-C.，Lu，P.-E.，Chang，C.-S.和Liu，T.-H.，带有无法检测到的感染者的新型冠状病毒的时间依赖性SIR模型，IEEE Trans。Netw公司。科学。工程7（2020）3279-3294。 [14] Chyba，M.、Mileyko，Y.、Markovichenko，O.、Carney，R.和Koniges，A.E.，《新冠肺炎在夏威夷富有挑战性的疾病斗争中传播的流行病学模型》，载于第九届国际健康挑战大会，《2020年全球健康》（IARIA，2020），第32-38页。 [15] Colombo，R.M.和Garavello，M.，非局部SIR模型中的适定性和控制，应用。数学。优化84（2021）737-771·Zbl 1470.35232号 [16] Colombo，R.M.、Garavello，M.、Marcellini，F.和Rossi，E.，描述新型冠状病毒疫情的年龄和空间结构SIR模型，J.Math。Ind.10（2020）22·Zbl 1469.92107号 [17] Dong，E.，Du，H.和Gardner，L.，《柳叶刀感染》中实时跟踪新冠肺炎的交互式网络仪表板。第20号决议（2020年）533-534。 [18] Dowell，S.F.、Mukunu，R.、Ksiazek，T.G.、Khan，A.S.、Rollin，P.E.和Peters，C.J.，《埃博拉出血热传播：家庭成员风险因素研究》，基奎特，刚果民主共和国，1995年。《传染病学杂志》，基奎特，卢特控制委员会（Commission de Lutte contre les EpidémiesáKikwit）。第179号决议（1999）S87-S91。 [19] Du，Z.，Xu，X.，Wu，Y.，Wang，L.，Cowling，B.J.和Meyers，L.《新冠肺炎在公开报告的确诊病例中的连续间隔》，《突发感染》。第26号决议（2020年）1341-1343。 [20] 圣路易斯联邦储备银行（Federal Reserve Bank of St.Louis，Bullard）在美国商会活动（2020年）期间讨论了经济关闭的影响，https://www.stlouisfed.org/from-the-president/speeches-and-presentations/2020/impact-economic-shutdown-us-chamber-of-commerce。 [21] Forer，R.，Gay，D.M.和Kernighan，B.W.，AMPL:数学编程语言（AT&T Bell Laboratories，1987）·Zbl 0701.90062号 [22] 弗雷泽（Fraser，C.），《在新出现的流行病中估计个人和家庭的生殖数量》，《公共科学图书馆综合》第二期（2007年）第1-12页。 [23] Gatto，M.、Bertuzzo，E.、Mari，L.、Miccoli，S.、Carraro，L.，Casagrandi，R.和Rinaldo，A.，《意大利新型冠状病毒疫情的传播和动态：紧急遏制措施的影响》，Proc。国家。阿卡德。科学117（2020）10484-10491。 [24] Gevertz，J.L.、Greene，J.M.、Sanchez-Tapia，C.H.和Sontag，E.D.，一个新的COVID-19流行病学模型，具有明确的易感和无症状隔离区，揭示了时间性社会疏远的意外后果，J.Theoret。生物学510（2021）110539。 [25] Giordano，G.、Blanchini，F.、Bruno，R.、Colaneri，P.、Di Filippo，A.、Di Matteo，A.和Colaneri，M.，《模拟新型冠状病毒肺炎疫情并在意大利实施人群干预》，《自然医学》26（2020）855-860。 [26] Gollier，C.，《流行病经济学：不确定性和学习条件下的最优动态约束》，日内瓦风险保险第45版（2020）80-93。 [27] Kala，V.、Guo，K.、Swantek，E.、Tong，A.、Chyba，M.、Mileyko，Y.、Gray，C.、Lee，T.和Koniges，A.E.，《夏威夷的流行病：1918年流感和新型冠状病毒》，第九届国际会议《全球健康挑战》，《2020年全球健康》（IARIA，2020），第26-31页。 [28] A.Keimer和L.Pflug，《使用积分微分方程建模传染病：新冠肺炎政策决策和应用的最佳控制策略》，技术代表（Friedrich-Alexander-Universitaät Erlangen-Nürnberg，2020）。 [29] Kermack，W.O.和McKendrick，A.G.，对流行病数学理论的贡献。二、。特有性问题，Proc。R.Soc.伦敦。A、 数学。物理学。《工程科学》138（1932）55-83。 [30] Kim，D.和Quaini，A.，有限环境中行人动力学和疾病传染的耦合动力学理论方法，数学。模型方法应用。科学30（2020）1893-1915·Zbl 1451.35225号 [31] Lee，E.B.和Markus，L.，《最优控制理论基础》（John Wiley&Sons，1967）·Zbl 0159.13201号 [32] Lin，Q.et al.，中国武汉2019年冠状病毒病（COVID-19）暴发的概念模型，个人反应和政府行动，国际传染病杂志。第93号决议（2020年）211-216。 [33] Metcalf，C.J.E.、Morris，D.H.和Park，S.W.，《指导大流行应对的数学模型》，《科学》369（2020）368-369·Zbl 1478.92211号 [34] Moran，K.R.、Fairchild，G.、Geneous，N.、Hickmann，K.、Osthus，D.、Priedhorsky，R.、Hyman，J.和Del Valle，S.Y.，《传染病预测比天气预测更混乱：人类行为和互联网数据流在传染病预测中的作用》，J.Infect。第214号决议（2016）S404-S408。 [35] P.D.Murphy，《致唐纳德·特朗普总统的信》（2020年），http://d31hzlhk6di2h5.cloudfront.net/20200317/3c/e6/ea/5b/71a343b469cf7732d3a12e0e/总统•特朗普•Ltr•re•COVID19•3.17.20.pdf。 [36] Perkins，T.A.和Espa na，G.，使用非药物干预对新型冠状病毒疫情进行最佳控制，公牛。数学。生物82（2020）118·Zbl 1448.92139号 [37] Pontryagin，L.S.、Boltyanskii，V.G.、Gamkrelidze，R.V.和Mishchenko，E.F.，《优化过程的数学理论》，编辑Neustadt，L.W.（Inderscience Publishers，John Wiley&Sons，1962）。由K.N.Trirogoff从俄语翻译而来·兹伯利0102.32001 [38] U.Rosini，3月更新：卫生部提供的数据以及各地区在运营委员会中获得的数据（2020年），https://github.com/pcm-dpc/COVID-19/blob/master/schede-riepilogative/regioni/dpc-covid19-ita-scheda-regioni-20200302.pdf。 [39] Ruktannchai，N.W.et al.，《评估欧洲协调的新型冠状病毒退出战略的影响》，《科学》369（2020）1465-1470。 [40] Saldaña，F.、Korobeinikov，a.和Barradas，I.，《最佳控制人类乳头瘤病毒：保护与根除感染》，文摘。申请。分析2019（2019）4567825·Zbl 1474.92122号 [41] Silva，C.J.、Cruz，C.、Torres，D.F.M.、Muñuzuri，A.P.、Carballosa，A.、Area，I.、Nieto，J.J.、Fonseca-Pint，R.、Passadouro，R.，Santos，E.S.D.、Abreu，W.和Mira，J.，《新型冠状病毒疫情的最佳控制：葡萄牙的受控卫生净化》，《自然科学》。代表11（2021）3451。 [42] 《药剂师》（C.Conover），《经济学家如何计算新冠肺炎疫情封锁的成本和收益》（2020年），https://www.forbes.com/sites/teapothecary/2020/03/27/how-economists-calculate-the-costs-and-benefits-of-co-covid-19-lockdowns/？sh=44a20e846f63。 [43] Henry J.Kaiser家庭基金会，每住院日医院调整费用（2019年），https://www.kff.org/health-costs/state-indicator/expenses-per-intepatientyday网站 /?当前时间框架=0&sortModel= [44] 新泽西州卫生部，新泽西州新冠肺炎控制面板（2020年），https://www.nj.gov/health/cd/topics/covid2019仪表板.shtml。 [45] 新泽西州《新泽西先驱报》签订了3700万美元的接触者追踪合同。有更好的方法来使用纳税人的钱吗？（2020），https://www.nzheard.com/story/news/政治/国家/2020/09/22/nj合同-37m-合同跟踪-曾在这里-付款人-纳税人-美元/42678549/\） [46] 《纽约时报》，冠状病毒检测费用差异很大（2020年），https://www.nytimes.com/2020/06/16/upshot/coronavirus-test-cost-varies-wide网站ly.html。 [47] 《华尔街日报》（Wall Street Journal）称，2020年，美国四分之一的经济因州政府关闭而离线，https://www.wsj.com/articles/state-coronavirus-shutdown-have-taken-29-of-u-s-economy-offline-11586079001。 [48] 世界银行，人均GDP（2020年），https://data.worldbank.org/indicator网站/纽约州。国内生产总值。PCAP。CD。 [49] Thompson，R.N.等人，《传染病暴发期间时变生殖数的改进推断》，《流行病学》29（2019）100356。 [50] R.N.Thompson等人，《EpiEstim应用程序》（2019年），https://shiny.dide.intercial.ac.uk/癫痫。 [51] Trélat，E.，《控制最优化》，[具体数学：理论与应用]（Vuibert，2005）·Zbl 1112.49001号 [52] Trélat，E.，《航空航天的最优控制和应用：一些结果和挑战》，J.Optim。理论应用.154（2012）713-758·Zbl 1257.49019号 [53] 美国人口普查、美国和世界人口时钟（2020）、，https://www.census.gov/popclock/。 [54] Vespignani，A.等人，《新型冠状病毒肺炎建模》，《国家物理评论2》（2020年）279-281。 [55] Wächter，A.和Biegler，L.T.，《关于大规模非线性规划中点内滤波器线性搜索算法的实现》，数学。方案106（2006）25-57·Zbl 1134.90542号 [56] Wu，J.T.，Leung，K.和Leung，G.M.，《2019-nCoV疫情的国内和国际传播预测：建模研究》，《柳叶刀》395（2020）689-697。 [57] Wu，Z.和McGoogan，J.M.，中国2019年冠状病毒病（COVID-19）暴发的特征和重要教训：中国疾病预防控制中心72314例病例报告摘要，JAMA323（2020）1239-1242。 [58] Zhang，J.等人，接触模式的变化决定了中国新冠肺炎疫情的动态，《科学》368（2020）1481-1486。 [59] Zhang，J.et al.，《2019冠状病毒病在中国湖北省以外地区的演变流行病学和传播动力学：一项描述性和建模研究》，《柳叶刀感染》。第20号决议（2020年）793-802。 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。