年龄结构传染病系统和我国肺结核系统研究

来源 :中国航天第二研究院 航天科工集团第二研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:starrydzf_01
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本文可以分成两部分:第一部分(2-4章)建立了非自治年龄结构的SIR模型,年龄结构的肺结核病模型,带有病程的多个易感个体和染病个体的传染病模型,具有潜伏年龄结构的肺结核病和艾滋病共同感染的传染病模型.运用泛函分析中的不动点定理、积分半群、线性化、稳定性理论及分支理论,得到了模型的基本再生数、侵入再生数的表达式,无病平衡点和地方病平衡点的稳定性及后向分支和Hopf分支的存在性.第二部分(第5章)首次根据我国肺结核病的特点,建立我国肺结核模型,运用次再生矩阵、构造Lyapunov泛函、参数敏感性分析和数值模拟方法,得到模型的基本再生数表达式、无病平衡点、边界平衡点的稳定性和参数对基本再生数的影响,从而得出具体的控制策略.全文共分五章,每一章的主要内容如下:   第二章把年龄结构模型推广到更一般的情况,模型中的系数不仅与年龄有关而且与时间、总群的大小有关,建立了具年龄结构的非自治模型.利用不动点定理和平均值原理研究了模型解的存在性.由于模型的复杂性,没有对其平衡点的存在性和稳定性进行讨论.   第三章,建立了一个具有病程、不同易感类和感染类(DS-DI)传染病模型.按照易感性和染病性的不同分别把易感人群分成n个子群,感染个体分成m个子群.得到基本再生数,地方病平衡点存在性和唯一性;利用泛函分析中的谱理论和Lyapunov函数方法得到了地方病平衡点的全局渐近稳定性.   第四章,建立并研究了年龄结构的肺结核模型.得到无病平衡点和正平衡点的存在和唯一性;讨论了无病平衡点和正平衡点的局部渐近稳定性;用稳定性理论得到无病平衡点和地方病平衡点的全局渐近稳定性.   第五章,基于艾滋病和肺结核病同时在人群中传播和存在共同感染(co-infection)感染的特点,建立和研究了带有肺结核潜伏年龄结构的两菌株传染病传播TB-HIV模型.用积分半群理论得到解的适定性;利用线性化理论、稳定性方法得到平衡点的局部稳定性及基本再生数和侵入再生数的表达式;应用一致持续性理论得到系统的持续性;用分支理论得到模型后向分支的存在性;最后用数值模拟的方法得到模型更为复杂的动力学性质;并且对这种传染病治疗参数作了详细的阐述.   第六章,根据我国肺结核传播和治疗特点,建立了我国肺结核传播的动力学模型.利用次再生矩阵理论得到了基本再生数的表达式,构造Lyapunov泛函的方法证明了无病平衡点的全局渐近稳定性;在特殊情况下讨论了地方病平衡点的存在性;利用数值模拟的方法对模型得到的数据和实际数据进行了对照,结果表明模型的合理性.最后我们对模型进行了进一步的拓展,讨论了新模型更加复杂的动力学性质.
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