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基于环境效应的犬病传播动力学的最优控制模型

最优化与控制 2025-09-05 v1 种群与进化

摘要

本研究提出了一种确定性模型,用于研究犬与人类之间的犬病传播动力学,考虑到环境效应并采用最优控制理论进行控制策略。定性和定量分析表明,当有效繁殖数 Re<1\mathcal{R}_e < 1 时,疾病-free平衡稳定;当 Re>1\mathcal{R}_e > 1 时,不稳定。网格和等值线图显示,Re\mathcal{R}_e 与控制策略(包括犬类接种疫苗、健康宣传和暴露后治疗)呈反关系。增加干预措施可降低传播,而犬类接触率提高则提升 Re\mathcal{R}_e。运用最优控制进行数值模拟确认了综合策略的有效性。认定接种疫苗和治疗是实现五年内犬病消除的关键干预措施。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.08895,
  title  = {A Mathematical and Optimal Control Model for Rabies Transmission Dynamics Among Humans and Dogs with Environmental Effects},
  author = {Mfano Charles and Sayoki G. Mfinanga and G. A. Lyakurwa and Delfim F. M. Torres and Verdiana G. Masanja},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.08895},
  year   = {2025}
}

备注

This is a preprint version of the paper published open access in 'Journal of Applied Mathematics' at [https://onlinelibrary.wiley.com/journal/4185]