多相均匀流行病 compartments 模型的混合最优控制与相位切换
系统与控制
2026-05-05 v1 系统与控制
摘要
optimal intervention design被形式化为多相均匀流行病系统的混合最优控制问题。该系统通过引入工作在家(WFH)政策和疫苗方案的中间相位，扩展了基础流行病 compartments 模型，形成一个四相混合系统，捕捉政策升级和放宽。结果混合系统的关键特征包括:(i) 相依赖的连续动力学和运行成本分别捕捉不同的疾病传播机制和变化的公共卫生社会经济权衡;(ii) 自主和受控相位切换的组合用于干预政策，其时间可协同优化——无论是通过状态阈值间接方式还是作为与连续输入并置的决策变量直接方式以最小化总体成本;(iii) 支配不同状态和控制空间维数之间相位转换的非平凡状态跳跃图。引用混合最小原理(HMP)获得最优解。数值结果表明，将WFH政策与疫苗计划协调在一起，可较单一相位干预政策更好地缓解疾病传播。
引用
@article{arxiv.2605.01559,
title = {Hybrid Optimal Control of Homogeneous Epidemiological Compartmental Models with Regime Switching},
author = {Tyler Halterman and Ali Pakniyat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.01559},
year = {2026}
}
备注
14 pages, 7 figures, Preprint submitted to Elsevier