elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Neural network and graph neural network surrogate models for spatially resolved models in computational epidemiology

Schmidt, Agatha (2024) Neural network and graph neural network surrogate models for spatially resolved models in computational epidemiology. Masterarbeit, University of Cologne.

[img] PDF
8MB

Kurzfassung

Expert compartment models based on ordinary differential equations (ODE) are fundamental tools in the field of epidemiological modeling, providing high quality predictions and assessment of containment strategies as became evident once more with the emergence of the SARS-CoV-2 virus. Solving the differential equations of a spatially resolved compartment model for all 400 counties of Germany with included contact-reducing measures requires significant computation time when done thousands and thousands of times. In contrast, machine learning models, after extensive training, can offer rapid predictions. We suggest to replace the ODE-based model and the Graph-ODE model with neural networks and a Graph Neural Networks trained on data generated from the expert model to provide single or multiple predictions very fast with only a little trade off in accuracy. This suggested approach yields great potential for fast approximation of complex simulations, facilitating the development of public web applications that provide user-friendly and time-efficient simulations for decision-makers.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/205656/
Dokumentart:Hochschulschrift (Masterarbeit)
Zusätzliche Informationen:Betreuung im DLR durch Martin Kühn und Michael Felderer
Titel:Neural network and graph neural network surrogate models for spatially resolved models in computational epidemiology
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schmidt, AgathaAgatha.Schmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Open Access:Ja
Seitenanzahl:102
Status:veröffentlicht
Stichwörter:machine learning, neural networks, Graph Neural Networks, surrogate model, epidemics
Institution:University of Cologne
Abteilung:Faculty of Management, Economics and Social Sciences
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Aufgaben SISTEC
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie
Institut für Softwaretechnologie > High-Performance Computing
Hinterlegt von: Kühn, Dr. Martin Joachim
Hinterlegt am:02 Aug 2024 10:26
Letzte Änderung:02 Aug 2024 10:26

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.