Optimal Control of Infectious Diseases Using the Artificial Neural Networks

Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:
This paper presents a novel approach using artificial neural networks to solve the SEIR (Susceptible‎, ‎Exposed‎, ‎Infected‎, ‎and Recovered) model of infectious diseases based on dynamical systems‎. ‎Optimal control techniques are employed to determine a vaccination schedule for a standard SEIR epidemic model‎. ‎The multilayer perceptron is utilized to approximate the state and co-state functions of the SEIR model and to solve the optimal control problem by utilizing a nonlinear programming approach‎. By constructing a loss function and using Pontryagin's Minimum Principle (PMP) for the SEIR model, a minimization problem is defined, ‎a minimization problem is defined‎, ‎and the approximate solution of the Hamiltonian system is computed‎. ‎This method is compared with the fourth-order Runge-Kutta method. The proposed approach's effectiveness is demonstrated through illustrative examples.
Language:
English
Published:
Control and Optimization in Applied Mathematics, Volume:8 Issue: 2, Summer-Autumn 2023
Pages:
17 to 32
magiran.com/p2654948  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 1,390,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!