具有信息干扰和Markov切换的随机传染病的灭绝性
2021-05-19王艳梅刘桂荣
山西大学学报(自然科学版) 2021年2期
王艳梅,刘桂荣
(山西大学数学科学学院,山西太原030006)
0 引言
近年来,数学模型已成为分析乙型肝炎、结核病等传染病发病机制的重要工具。此后,人们提出了各种种群动态的流行病模型[1-2]。众所周知,当传染病出现时,如何防治是人们关心的热点问题之一,而媒体报道和宣传活动能有效地预防和控制疾病的爆发。因此,信息干预(媒体报道、健康教育、心理暗示)作为一种非药物治疗是预防和治疗疾病的重要手段。目前关于信息干扰对疾病影响也存在许多研究成果[3-4]。文[5]研究了一类具有信息干扰的SIRS传染病模型并得到疾病灭绝和持久的条件。在实际中,传染病模型总是受各种环境噪声影响。基于此,许多学者对随机传染病模型进行了研究[6-9]。然而,生物系统还会受到电报噪声的影响,电报噪声描述的是传染病传播过程中在不同环境状态之间的切换,如气候的季节性变化等。进一步用Markov切换模拟电报噪声[10-11]。基于此,本文研究如下具有Markov切换的随机模型:

其中S、I、R、Z分别为易感者、感染者、恢复者和人群中信息密度;Λ为易感人口的出生或流入比率;γ,μ,δ,β分别为感染者的恢复率,自然死亡率,因病死亡率和接触传播系数;δ0为失去全部免疫力的比率;m和μ1分别为信息干预率和反应强度;a,b,a0分别为信息的增长率,饱和度常数和信息的自然衰减率。B(t)=(B1(t),B2(t))是定义在完备概率空间(Ω,F,{Ft}t≥0,P)上的二维标准 Brown 运动,为

其中 Δt> 0,γij≥ 0(i≠j)表示从状态i到状态j的转移速率且假设 {r(t),t≥ 0}是不可约的,从而存在唯一的平稳分布π=(π1,…,πN)满足线性方程πΓ=0且,πk>0(k∈S)。……
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