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具有标准发病率的离散({SIRS})流行病模型的分歧分析。 (英语) Zbl 1419.37081号

摘要:离散流行病模型广泛用于检测疾病的发病机制、传播和控制。三维离散({SIRS})流行病模型比二维离散模型更适合描述疾病的传播特征。本文讨论了具有标准发病率的三维离散({SIRS})流行病模型的复杂动力学行为。我们选择时间步长参数作为分岔参数,利用规范形定理和分岔理论证明了Hopf分岔的存在性、稳定性和方向性。此外,数值模拟不仅说明了我们的结果,而且还展示了复杂的动力学行为,例如具有多个吸引子和混沌集的不变周期、周期7轨道和周期12轨道。数值模拟还得到了由步长参数引起的翻转分岔。最重要的是,当选择适当的接触率和感染者的死亡率作为分岔参数时,也存在Hopf分岔、翻转分岔、混沌和奇异吸引子。当疫情模型中出现复杂的动力学行为时,这些结果为疾病控制提供了重要信息。

MSC公司:

37N25号 生物学中的动力系统
92天30分 流行病学
39A28号 差分方程的分岔理论
92C60型 医学流行病学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Zhou,L,Fan,M:回顾了具有有限医疗资源的SIR流行病模型的动力学。非线性分析。,真实世界应用。13, 312-324 (2012) ·兹比尔1238.37041 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2011.07.036
[2] Alexanderian,A,Gobbert,MK,Fister,KR,Gaff,H,Lenhart,S,Schaefe,E:霍乱疫情传播的年龄结构模型:分析和模拟。非线性分析。,真实世界应用。12, 3483-3498 (2011) ·Zbl 1231.35268号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2011.06.009
[3] Zhang,H,Chen,L,Nieto,JJ:害虫管理策略的具有阶段结构和脉冲的延迟流行病模型。非线性分析。,真实世界应用。9, 1714-1726 (2008) ·Zbl 1154.34394号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2007.05.004
[4] Robledo,G,Grognard,F,Gouzé,JL:具有微生物输入的恒化器竞争模型的全局稳定性。非线性分析。,真实世界应用。13, 582-598 (2012) ·Zbl 1238.34109号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2011.07.049
[5] Mena-Lorca,J,Hethcote,HW:传染病的动力学模型,作为人口规模的调节。数学杂志。生物30,693-716(1992)·Zbl 0748.92012号
[6] Zhang,T,Teng,Z:SIRS时滞流行病模型的全局行为和持久性。非线性分析。,真实世界应用。9, 1409-1424 (2008) ·Zbl 1154.34390号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2007.03.010
[7] Wang,L,Chen,L,Nieto,JJ:具有脉冲效应的害虫控制流行病模型的动力学。非线性分析。,真实世界应用。11, 1374-1386 (2010) ·Zbl 1188.93038号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2009.02.027
[8] Gao,S,Liu,Y,Nieto,JJ,Andrade,H:具有垂直传播的流行病模型中的季节性和混合疫苗接种策略。数学。计算。模拟。81, 1855-1868 (2011) ·Zbl 1217.92066号 ·doi:10.1016/j.matcom.2010.10.032
[9] McCluskey,CC:具有延迟分布或离散的SIR流行病模型的完全全局稳定性。非线性分析。,真实世界应用。11, 55-59 (2010) ·Zbl 1185.37209号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2008.10.014
[10] Muroya,Y、Enatsu,Y,Nakata,Y:具有非线性发病率和分布延迟的SIRS流行病模型的单调迭代技术。非线性分析。,真实世界应用。12, 1897-1910 (2011) ·Zbl 1225.93091号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2010.12.002
[11] D’Inocenzo,A,Paladini,F,Renna,L:离散振荡传染病模型的数值研究。Physica A 364、497-512(2006年)·Zbl 1103.70010号 ·doi:10.1016/j.physa.2005.08.063
[12] Willox,R,Grammaticos,B,Carstea,AS,Ramani,A:流行病动力学:离散时间和细胞自动机模型。《物理学A》328,13-22(2003)·Zbl 1026.92042号 ·doi:10.1016/S0378-4371(03)00552-1
[13] Allen,LJS,Driessche,P:一些离散时间传染病模型中的基本繁殖数。J.差异。埃克。申请。14, 1127-1147 (2008) ·Zbl 1147.92032号 ·doi:10.1080/1236190802332308
[14] Li,X,Wang,W:具有阶段结构的离散流行病模型。混沌孤子分形26,947-958(2005)·Zbl 1066.92045号 ·doi:10.1016/j.chaos.2005.01.063
[15] Li,L,Sun,G,Jin,Z:具有非线性发病率的流行病模型中的分岔和混沌。申请。数学。计算。216, 1226-1234 (2010) ·Zbl 1187.92073号
[16] Allen,LJS:一些离散时间SI、SIR和SIS流行病模型。数学。Biosci公司。124, 83-105 (1994) ·Zbl 0807.92022号 ·doi:10.1016/0025-5564(94)90025-6
[17] Allen,LJS,Lou,Y,Nevai,AL:离散时间SIS补丁模型中的空间模式。数学杂志。生物学58,339-375(2009)·Zbl 1162.92033号 ·doi:10.1007/s00285-008-0194-y
[18] Franke,JE,Yakubu,A-A:季节环境中的离散时间SIS流行病模型。SIAM J.应用。数学。66, 1563-1587 (2006) ·Zbl 1108.37303号 ·doi:10.1137/050638345
[19] Mendez,V,Fort,J:离散流行病模型的动态演化。《物理学A》284,309-317(2000)·doi:10.1016/S0378-4371(00)00210-7
[20] Sekiguchi,M:具有时滞的离散SIRS流行病模型的持久性。申请。数学。莱特。23, 1280-1285 (2010) ·Zbl 1194.92065号 ·doi:10.1016/j.aml.2010.06.013
[21] Muroya,Y、Bellen,A、Enatsu,Y,Nakata,Y:具有免疫和潜伏期的疾病在异质宿主人群中传播的离散流行病模型的全局稳定性。非线性分析。,真实世界应用。13, 258-274 (2012) ·Zbl 1238.34108号 ·doi:10.1016/j.nnrwa.2011年7月31日
[22] Muroya,Y,Nakata,Y,Izzo,G,Vecchio,A:一类离散流行病模型的持久性和全局稳定性。非线性分析。,真实世界应用。12, 2105-2117 (2011) ·Zbl 1216.92055号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2010.12.025
[23] Franke,JE,Yakubu,A-A:密度依赖离散时间S-I-S流行病模型中疾病诱导死亡率。数学杂志。生物学57,755-790(2008)·Zbl 1161.92046号 ·doi:10.1007/s00285-008-0188-9
[24] Castillo-Chavez,C,Yakubu,A-A:具有复杂动力学的离散时间SIS模型。非线性分析。47, 4753-4762 (2001) ·Zbl 1042.37544号 ·doi:10.1016/S0362-546X(01)00587-9
[25] Li,J,Ma,Z,Brauer,F:离散时间SI和SIS流行病模型的全局分析。数学。Biosci公司。工程4,699-710(2007)·Zbl 1142.92038号 ·doi:10.3934/mbe.2007.4.699
[26] Satsuma,J,Willox,R,Ramani,A,Grammaticos,B,Carstea,AS:扩展SIR流行病模型。《物理学A》336369-375(2004)·doi:10.1016/j.physa.2003.12.035
[27] Sekiguchi,M,Ishiwata,E:具有时滞的离散SIRS流行病模型的全局动力学。数学杂志。分析。申请。371, 195-202 (2010) ·Zbl 1193.92081号 ·doi:10.1016/j.jmaa.2010.05.007
[28] Allen,LJS,Burgin,AM:离散时间内确定性和随机SIS和SIR模型的比较。数学。Biosci公司。163, 1-33 (2000) ·Zbl 0978.92024号 ·doi:10.1016/S0025-5564(99)00047-4
[29] Emmert,KE,Allen,LJS:周期系数确定性和随机离散时间流行病模型中的种群灭绝及其在两栖动物种群中的应用。自然资源。模型。19, 117-164 (2006) ·Zbl 1157.92323号 ·doi:10.1111/j.1939-7445.2006.tb00178.x
[30] Li,J,Lou,J,Luu,M:一些离散SI和SIS流行病模型。申请。数学。机械。29, 113-119 (2008) ·Zbl 1231.39006号 ·doi:10.1007/s10483-008-0113-y
[31] Ramani,A,Carstea,AS,Willox,R,Grammaticos,B:振荡流行病:离散时间模型。Physica A 333278-292(2004年)·doi:10.1016/j.physa.2003.10.051
[32] Zhang,D,Shi,B:离散流行病模型的振动性和全局渐近稳定性。数学杂志。分析。申请。278, 194-202 (2003) ·Zbl 1025.39013号 ·doi:10.1016/S0022-247X(02)00717-5
[33] Hu,Z,Teng,Z,Jiang,H:一类离散SIRS流行病模型的稳定性分析。非线性分析。,真实世界应用。13, 2017-2033 (2012) ·Zbl 1254.92082号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2011.12.024
[34] Mena Lorca,J,Hethcote,HW:作为人口规模调节的传染病动力学模型。数学杂志。生物30,693-716(1992)·Zbl 0748.92012号
[35] Hu,Z,Teng,Z:离散SIRS流行病模型的持久性和灭绝分析。数学学报。申请。罪。37, 547-556 (2014) ·Zbl 1313.92090号
[36] Guckenheimer,J,Holmes,P:非线性振动,动力学模型和向量场分岔,第160-165页。纽约州施普林格市(1983年)·Zbl 0515.34001号 ·doi:10.1007/978-1-4612-1140-2
[37] Wang,L,Teng,Z,Jiang,H:具有标准发病率的离散SIRS流行病模型的全局吸引性。数学。方法应用。科学。36, 601-619 (2013) ·Zbl 1278.92032号 ·doi:10.1002/mma.2734个
[38] Hu,Z,Teng,Z,Jia,C,Zhang,L,Chen,X:捕食疾病离散生态流行病学模型中的复杂动力学行为。高级差异。埃克。2014, 265 (2014) ·Zbl 1344.92167号 ·doi:10.1186/1687-1847-2014-265
[39] Yi,N,Zhang,Q,Liu,P,Lin,Y:余维-离散流行病模型上的两分支分析和跟踪控制。J.系统。科学。复杂。24, 1033-1056 (2011) ·Zbl 1338.93223号 ·doi:10.1007/s11424-011-9041-0
[40] Chen,Q,Teng,Z,Wang,L:具有标准发病率的离散SIS流行病模型中余维二分支的存在性。非线性动力学。71, 55-73 (2013) ·Zbl 1269.92062号 ·doi:10.1007/s11071-012-0641-6
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