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A full software stack for epidemic disease management: Unlocking the joint potential of software technology and supercomputing

Gilg, Jonas und Jadebeck, Johann F. und Jaiteh, Mariama und Kerkmann, David und Medinger, Niklas und Memon, Shabaz und Wendler, Anna Clara und Zeumer, Moritz und Zunker, Henrik und Betz, Maximilian Franz und Hannemann-Tamas, Ralf und Heinicke, Jonas und Litz, Julian und Basermann, Achim und Cremers, Cas und Dahmen, Manuel und Gerndt, Andreas und Göbbert, Jens Henrik und Hagemeier, Björn und Klett-Tammen, Carolina J. und Lange, Berit und Nöh, Katharina und Strassburger, Sarah und Meyer-Herrmann, Michael und Kühn, Martin Joachim (2026) A full software stack for epidemic disease management: Unlocking the joint potential of software technology and supercomputing. sonstiger Bericht. andere. arxiv. 32 S. (eingereichter Beitrag)

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Kurzfassung

Infectious diseases remain a major threat to human societies. During the recent COVID-19 pandemic, mathematical modeling and extensive computer simulations proved highly effective in supporting public health experts and decision makers.

Despite these advances, the full potential of modern modeling approaches and digital technologies has not yet been realized. Many critical tasks -- including expert consultations, model execution, scenario analyses, report preparation, and result communication -- still relied heavily on manual, human-driven processes with each manual interaction introducing avoidable delays and limiting responsiveness during rapidly evolving outbreaks.

Pandemic preparedness should opt for automated workflows and seamlessly integrated software modules that can improve pandemic mitigation capabilities by substantially reducing response times. For this step, we require robust and flexible computational infrastructure capable of supporting heterogeneous hardware and continuously evolving infectious-disease models. In addition, data sources need to be dynamically integrated. Managing such demands needs infrastructure that supports automated high-performance computing (HPC) workflows. Beyond computational performance, software infrastructure must ensure secure user and data management to comply with data-protection regulations and provide clear, transparent presentation of results to both decision makers and the public.

Meeting the aforementioned challenges requires tight integration of state-of-the-art scientific software with modern, scalable infrastructure that can leverage supercomputing resources when necessary. For rapid deployment in future epidemic or pandemic scenarios, adherence to the FAIR principles for research software is critical to ensure reusability and sustainability.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224465/
Dokumentart:Berichtsreihe (sonstiger Bericht, andere)
Titel:A full software stack for epidemic disease management: Unlocking the joint potential of software technology and supercomputing
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gilg, JonasJonas.Gilg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9130-0778NICHT SPEZIFIZIERT
Jadebeck, Johann F.Institute for Bio- and Geosciences, IBG-1: Biotechnology, Forschungszentrum Jülich GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jaiteh, MariamaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kerkmann, Daviddavid.kerkmann (at) theoretical-biology.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Medinger, NiklasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Memon, ShabazNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wendler, Anna Claraanna.wendler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1816-8907NICHT SPEZIFIZIERT
Zeumer, MoritzMoritz.Zeumer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5717-1554NICHT SPEZIFIZIERT
Zunker, Henrikhenrik.zunker (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9825-365XNICHT SPEZIFIZIERT
Betz, Maximilian FranzMaximilian.Betz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hannemann-Tamas, RalfForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heinicke, JonasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Litz, JulianForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Basermann, AchimAchim.Basermann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3637-3231NICHT SPEZIFIZIERT
Cremers, CasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dahmen, ManuelForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gerndt, AndreasAndreas.Gerndt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0409-8573NICHT SPEZIFIZIERT
Göbbert, Jens HenrikJülich Supercomputing Centre, Forschungszentrum Jülich GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hagemeier, Björnb.hagemeier (at) fz-juelich.dehttps://orcid.org/0000-0003-1528-0933NICHT SPEZIFIZIERT
Klett-Tammen, Carolina J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lange, BeritNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nöh, KatharinaInstitute for Bio- and Geosciences, IBG-1: Biotechnology, Forschungszentrum Jülich GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Strassburger, SarahNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer-Herrmann, MichaelHelmholtz Centre for Infection ResearchNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kühn, Martin JoachimMartin.Kuehn (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0906-6984NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2026
Open Access:Ja
Seitenanzahl:32
Status:eingereichter Beitrag
Stichwörter:Software platform, High-Performance Computing, Epidemic management, Automation, Pipelines, MEmilio, ESID
Institution:arxiv
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
Institut für Softwaretechnologie > Visual Computing and Engineering
Hinterlegt von: Kühn, Dr. Martin Joachim
Hinterlegt am:13 Mai 2026 10:15
Letzte Änderung:13 Mai 2026 10:15

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