| 研究課題/領域番号 |
16K06416
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
制御・システム工学
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
石川 昌明 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (30201916)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 感染症モデル / 確率システム / 安定性解析 / 最適制御 / 時間遅れ / リアプノフ指数 / ワクチン接種 / シミュレーション / 安定性 / 確率最大原理 / 平衡解 / 確率リヤプノフ定理 / リヤプノフ指数 / Disease-free平衡解 / シミュレーション解析 / 制御工学 / シミュレーション工学 / 応用数学 / 確率過程論 / 機械力学・制御 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では現実に即した感染症抑制戦略を確率システム理論に基づき確立した．まず，感染の時間遅れや感染率などに含まれる外乱の影響を考慮した感染症モデルを確率連立微分方程式として定式化した．Diseade-free平衡解の安定条件を確率リアプノフ定理を用いて導出した．安定条件より，感染症流行を抑制可能なワクチン接種率を求めることが可能となった．さらに，リアプノフ指数を計算することにより，感染率や回復率に含まれる不規則外乱はDisease-free平衡解の安定化作用を有することも明らかにした．
さらに，感染齢などの年齢構造を考慮した確率感染症モデルを用いた新たな理論展開を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義：以下の観点から感染症解析に対する工学的アプローチによる先駆的研究として意義がある．(1) 感染症モデルを確率システム理論に基づき構築したこと．(2) 感染症モデルに含まれる不規則外乱の影響を理論的に明らかにしたこと．(3) シミュレーションにより感染症抑制戦戦略の有効性を明らかにしたこと．
社会的意義：高度に医療技術が進歩した現代社会においても感染症の脅威は依然として存在しているが，本研究は感染症流行の抑制に必要なワクチン接種率の推定や感染症流行過程の予測などにも有効であり，本研究成果は安全かつ健全な社会構築に貢献するものである．
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