一种用于SARS-CoV-2病毒传播的马尔可夫模型

我们提出一种马尔可夫随机方法来建模类SARS-CoV-2感染在封闭人群中的传播。该模型以部分可观测马尔可夫决策过程（POMDP）的形式呈现，其状态由处于不同健康状况下的受试者数量给出。模型还揭示了影响疾病传播的各项参数以及可用于控制传播的决策变量（例如社交距离、用于甄别感染者的检测次数）。该模型描述了流行病传播背后的随机现象，并以确定性参数的形式刻画了资源可用性（医院床位与检测拭子）方面的一些基本限制。该模型可用于多种用途。对于给定的控制策略，可验证其是否满足关于状态随机演化的解析性质（例如计算医院床位达到某一占用水平的概率，或特定比例人口死亡的概率）。若未给定控制策略，则可应用POMDP技术来确定满足特定概率目标的最优控制策略。尽管本文主要旨在描述该模型，我们通过数值示例展示了其部分潜在应用。