阶段染病期传染病网络传播动力学分析

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《传染病防治法》所列的39种法定管理传染病中,有25种传染病在临床上出现了明显的阶段染病期特征,其感染和传播特征都会随着时间而发生变化。近些年阶段染病期传染病大规模爆发的情况屡见不鲜,如狂犬病、麻疹、梅毒等,而前人却忽略了染病期中人群染病状态的阶段性。除此之外,人与人之间接触模式明显的异质性也被忽视,同质性的假设已成为突破研究的一大障碍。复杂网络本身具备的性质却能很好地刻画这种差异性。因此,对于实际问题的解决,两者的结合显得尤为重要。在一些结合阶段染病期特征与复杂网络方法的研究中,又缺乏对于数学理论的分析和证明。本文首先对染病期进行了更为细致的划分,其次考虑了个体接触方式的差异性,最后对模型进行数学的分析与证明。主要研究内容有:  1.考虑了感染后免疫的SIR阶段传染病,建立了染病时期的所有患者,具有相同染病阶段的传染病动力学模型。根据动力学性态分析方法,获得了基本再生数和最终规模。研究表明,异质网络结构和早期患者都会加剧其传播。染病者的最终规模受传染率、恢复率、染病者初始人数和网络拓扑结构的影响。  2.考虑了感染后无免疫的SIS阶段传染病,建立了不同患者的染病时期具有不同染病阶段的传染病动力学模型。根据无病平衡点的存在性,获得了基本再生数。分析了无病平衡点和地方病平衡点的稳定性。研究表明,当R01时,无病平衡点全局渐近稳定,当R01时,仅存在唯一的地方病平衡点且全局吸引。  3.考虑了不同染病期传染病的控制方法,针对随机免疫和目标免疫两种控制策略,建立了相关的传染病传播及控制模型。研究表明,目标免疫和随机免疫,仍然能抑制不同染病期疾病的传播,染病期的差异并没有对目标免疫的效果造成影响。
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