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一类考虑媒体报道影响和垂直传染的随机SIS模型研究

2021-01-27马莎莎马纪英

上海理工大学学报 2020年6期
关键词:模型

马莎莎,马纪英

(上海理工大学 理学院,上海 200093)

1 模型的建立

传染病是一种在人、动物或人与动物之间相互传播的疾病,严重危害人类的健康[1]。为了更好地分析传染病的传播机理和发病规律,人们从流行病学和生物数学的角度对传染病进行了大量研究。1927年,Kermack和Mckendrick建立了经典的SIS传染病模型[2],之后许多学者在各种因素和假设下进一步研究了SIS模型[3-5]。2018年,Zhang等[5]提出了一类考虑垂直传染的SIS模型:

式中:S(t),I(t)分别表示t时刻易感者和感染者的数量;Λ表示种群的输入率;b表示种群的自然出生率;β表示疾病的传染率;d表示种群的自然死亡率;B表示易感者和感染者的输出率;α表示疾病的死亡率;γ表示疾病的恢复率;p表示感染者母性的后代是感染者的输入率,0<p<1;q=1-p,表示感染者母性的后代是易感者的输入率,所有的参数均为正。

对于模型(1),种群的承载能力不超过Λ/(d+B-b),故文献[5]中假设d+B-b>0。

在疾病爆发初期,人们通过媒体报道可以获取有关传染病的信息和预防疾病的措施,从而减少易感者和感染者之间的有效接触率,降低感染人群的比例。因此,很多学者在传染病模型的研究中考虑了媒体报道的影响[6-7]。此外,当种群数量较大时,模型(1)中选取的双线性发病率βSI变得不符合疾病传播的实际情况,故在越来越多的传染病模型研究中采用非线性发病率。2006年,Xiao等[8]考虑了一类具有心理效应的非单调发病率且对于任意的I≥0,都有即本文在模型(1)的基础上考虑媒体报道影响和文献[8]中的非单调发病率,得到如下SIS模型:

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