大流行暴发中疫苗分配策略的优化：一种最优控制方法

自 2020 年初以来，世界一直在应对肆虐的大流行暴发：COVID-19。一年后，疫苗得以供应，但数量有限，因此政府需要制定策略，决定在分配可用剂量时优先覆盖哪部分人群，以及如何管理多剂疫苗剂次之间的间隔。本文提出一个优化框架，以解决动态双剂疫苗分配问题，其中可用疫苗剂量必须分配给不同年龄组，以最小化特定的社会目标。具体而言，我们首先确定一个年龄相关的易感-暴露-感染-恢复（SEIR）流行病模型，并包含刻画部分与完全接种者的扩展，其中我们考虑了年龄相关的免疫与传染水平以及疾病严重程度。其次，我们利用模型针对不同社会目标（如最小化感染或死亡）构建动态年龄相关疫苗分配问题，并用非线性规划技术求解。最后，我们利用来自荷兰的真实数据开展数值案例研究。结果表明不同社会目标会显著改变最优疫苗分配策略。例如，我们发现最小化总感染数会导致推迟第二剂，而最小化死亡则需优先完全接种老年人群。