包虫病多宿主传播的数学建模及动力学分析

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传染病动力学通过参数,变量将不同传染病的传播规律、影响因素等用微分方程组表示出来,建立仓室模型,利用微分方程的相关理论研究该传染病是否会在几年后消亡,或者成为该地区的地方病,以及传染病消失的条件等,是防治传染病的重要理论依据.本文基于传染病动力学和微分方程基本理论,对我国法定丙类传染病,包虫病进行研究,对包虫病未来的流行趋势进行预测,并针对包虫病制定防控策略.包虫病是一种人兽共患寄生虫病,由棘球绦虫寄生于生物体内引起.在中国,有许多省市遭受包虫病危害,令我国人民遭受到严重的生命威胁和经济损失,这迫使我们对包虫病制定适当的预防措施及控制措施,以抑制包虫病的蔓延.为研究包虫病的控制措施,文章利用传染病动力学对包虫病进行研究,包括两个部分:(1)一类标准发生率包虫病传播动力学建模及稳定性分析;(2)具有季节影响的包虫病传播动力学模型的周期解存在性及其全局吸引性.第一章叙述了棘球绦虫的生命周期,以及运用传染病动力学对包虫病进行研究的现状.第二章简述了微分方程及传染病动力学的一些基本知识,定义和定理.第三章建立了一类具有标准发生率的包虫病动力学模型.利用构造Lyapunov函数的方法证明了相关的稳定性结论.得到结论:模型在基本再生数R0<1时,无病平衡点是全局渐近稳定的;R0>1且(σ+c)I1*≤μ1S1*时,地方病平衡点是全局渐近稳定的.接着进行了数值模拟,验证了实际结果和理论结果的一致性.最后,对关键参数进行敏感性分析,结果表明,羊染病率对包虫病的传播影响较大;对控制策略进行了评估.结果表明,综合控制是最经济有效的方法.第四章为讨论季节性对包虫病传播的影响,建立了一类传染率及环境中虫卵死亡率随季节周期性变化的包虫病传播动力学模型.首先文章计算得到了基本再生数R0.当R0<1时无病平衡点是全局渐近稳定的,R0>1时无病平衡点是不稳定的,疾病一致持续.并且基于X.-Q.Zhao(2003)理论得到了周期解的存在性及全局吸引性.利用matlab进行模拟验证了实际结果与理论结果的一致性,并对模型进行了敏感度分析,得到结论:要着重控制人的感染率,其次要加强狗的驱虫等方法减小狗的感染率;限制羊的出生率.第五章对文章做了总结,并提出了未来展望.
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