超越单纯“压平曲线”：纯非药物干预的传染病最优控制

当有效的医疗治疗和疫苗接种不可用时，诸如社交距离、居家隔离和大规模停摆公共生活等非药物干预是防止传染病传播的唯一可用策略。基于扩展的SEIR（易感-暴露-感染-康复）模型和连续时间最优控制理论，我们计算了在疫苗永远无法找到且完全遏制（消灭传染病）不可能情况下的非药物干预最优策略。在此情形下，最优控制必须满足相互竞争的要求：首先，最小化疾病相关死亡；其次，在措施结束时建立足够的自然免疫程度，以排除第二波疫情。此外，干预的社会经济成本应保持最小。数值计算的最优控制策略是一种单一干预情景，超越了启发式驱动的干预和简单的“压平曲线”。然而，对计算所得控制策略的仔细分析揭示，所得解实际上是靠近系统稳定性边界的走钢丝行为，其中社会经济成本与新一波爆发的风险必须不断相互权衡。该模型系统经标定以重现德国COVID-19大流行的初始指数增长阶段。