Kurs:Mathematische Modellbildung/Themen/Modellierung des Infektionsgeschehens durch SARS-CoV-2

Modellierungsziel

In den vergangenen drei Jahren hat das SARS-CoV-2 Virus das Leben der Menschen fest im Griff. Die Auswirkungen spürten und spüren Milliarden von Menschen. Hierbei gab es Auswirkungen auf die verschiedensten Lebensbereiche. Der Alltag veränderte sich von Grund auf. So wurden beispielsweise Schulen geschlossen, es gab Ausgangssperren und mehrere Lockdowns wurden ausgerufen. Doch auch das Gesundheitssystem stieß an seine Grenzen. Aufgrund der erhöhten Infektionsraten waren nicht nur die Ärzte sondern auch die Intensivstationen bis auf das Maximum ausgelastet. Im Januar 2021 erreichte die Anzahl der Corona Patienten mit intensivmedizinischer Behandlung ihr bisheriges Maximum. Der Höhepunkt der Neuinfektionen wurde circa im Frühling 2022 erreicht. Ziel der Modellierung ist es, mögliche Infektionswellen zu prognostizieren und hierdurch vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen, wodurch eine Überlastung des Gesundheitssystems vermieden werden soll. In diesem Projekt wird ausschließlich Deutschland untersucht.

Nutzergruppe

Welche Nutzergruppe kann möglicherweise mit den Modellierungsergebnissen bezüglich bestimmter Gütekriterien bessere Entscheidungen treffen, als ohne die Modellierungsresultat?

Die Nutzergruppe der Modellbildung ist breit gefächert. So sind nicht nur Ärzte/ Ärztinnen oder Krankenpfleger daran interessiert, wie die zukünftige Belastung aussehen wird, sondern auch alle anderen Bevölkerungsgruppen. Dies ist damit zu begründen, dass durch einen weiteren Lockdown, der voraussichtlich eine Folge von ausgelasteten Stationen in den Krankenhäusern wäre, sowohl Erwachsene als auch Kinder betreffen würde.

- Sekundarstufe 1: exponentielles Wachstum, Wachstumsrate und Verdopplungsrate der Infektionszahlen

- Sekundarstufe 2: Reproduktionsfaktor, Integralrechnung, logistisches Wachstum

- Universitätsniveau: Differentialgleichungen - Runge-Kutta-Verfahren