We study a dynamic infection spread model, inspired by the discrete time SIR model, where infections are spread via non-isolated infected individuals. While infection keeps spreading over time, a limited capacity testing is performed at each time instance as well. In contrast to the classical, static, group testing problem, the objective in our setup is not to find the minimum number of required tests to identify the infection status of every individual in the population, but to control the infection spread by detecting and isolating the infections over time by using the given, limited number of tests. In order to analyze the performance of the proposed algorithms, we focus on the mean-sense analysis of the number of individuals that remain non-infected throughout the process of controlling the infection. We propose two dynamic algorithms that both use given limited number of tests to identify and isolate the infections over time, while the infection spreads. While the first algorithm is a dynamic randomized individual testing algorithm, in the second algorithm we employ the group testing approach similar to the original work of Dorfman. By considering weak versions of our algorithms, we obtain lower bounds for the performance of our algorithms. Finally, we implement our algorithms and run simulations to gather numerical results and compare our algorithms and theoretical approximation results under different sets of system parameters.


翻译:我们研究一种动态感染传播模式,这种模式的灵感来自离散时间 SIR 模式,感染是通过非孤立的受感染者传播的,这种模式的感染通过非孤立的受感染者传播。虽然感染在一段时间内持续蔓延,但每次也进行有限的能力测试。与古老、静态、群体测试问题相比,我们设置的目标不是找到确定人口中每个人感染状况所需的最低测试数量,而是通过使用特定、有限数量的测试来控制感染的传播。为了分析拟议的算法的性能,我们侧重于对在整个受感染控制过程中仍然未感染的人数的潜意识分析。我们提出了两种动态算法,这两种算法都使用有限数量的测试来识别和隔离感染,而感染传播是扩散的。虽然第一种算法是动态随机个人测试算法,在第二种算法中我们使用与Dorfman最初的工作类似的群体测试方法。我们通过考虑我们算法的薄弱版本,我们获得的算法性表现的下限。最后,我们根据不同的进化和模拟算法,我们采用不同的进算法和模拟的结果。

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