具有垂直传染的随机SIR传染病模型的定性分析
2022-07-08叶丽霞兰德新陈芳媛
叶丽霞,兰德新,陈芳媛
(武夷学院 数学与计算机学院,福建 武夷山 354300)
1 研究背景
传染病是由各种病原体引起的能在人与人、动物与动物或人与动物之间相互传播的一类疾,尤其是2019年我国出现的新冠状病毒(COVID-19),传播速度快,感染性极强,已严重危害人类的生命健康和国家的经济发展[1-2]。因此,对传染病建立数学模型,研究其传播规律,为人们防控疾病和研发疫苗提供相应的理论依据[3-4]。目前,对传染病模型已建立许多研究成果,如具有带病毒变异的SIR模型解的渐近形态[5],基于隔离控制的无垂直传染SIR模型的稳定性分析[6],考虑染病母体的新生儿可以接种的具有垂直传染的SIR传染病模型的定性分析[7-8],具有时滞和脉冲疫苗接种的SIR传染病模型的分析等[9]。
然而在现实情况中,环境因素,如湿度,降水和温度等对疾病病菌的传播起着重要的作用[10]。李琼等考虑种群之间的部分作用系数受到随机因素的干扰,建立一类具有饱和感染率的随机SIR传染病模型的性质分析[11]。ZHU等提出一类具有离散延迟的随机SIR传染病模型并建立无病平衡点的稳定性[12]。因此,在研究传染病模型的过程,环境随机因素的干扰是不可避免的,基于随机干扰的传染病模型具有十分重要的研究意义[13-20]。
在汪金燕模型的基础上[8],考虑易感体、染病体的死亡率b1,b2受到环境白噪声的干扰:b1→b1+σ1B(t),b2→b2+σ2B(t),其中B(t)是标准布朗运动,σi(i=1,2)>0分别为它们的强度,建立一类具有垂直感染的随机SIR传染病模型。通过建立合理的Lyapunov函数,运用Itô积分,建立该系统依期望全局渐近稳定的判别准则,并利用Matlab软件进行数值仿真,验证所建理论的准确性与有效性。……p>
