分析多尺度随机虫媒传染病模型的近似方法
种群与进化
2018-06-13 v1 概率论
摘要
随机传染病模型通常比确定性模型更为真实，但由于需要详尽捕捉疾病动态的细节，常被认为过于复杂而难以进行严格的数学分析。当疾病复杂性增加时，如虫媒传染病(VBD)的情况，这一问题愈发突出。VBD是由病原体通过主要为节肢动物的中间物种在人群间传播引起的人类疾病。本研究建立了一个随机VBD模型，描述并评估了用于系统分析该模型并理解其复杂动态的新颖数学方法。该VBD模型纳入了虫媒传播过程中若干相关特征，包括人口、生态与社会机制。分析基于通过标度极限定理进行的降维与模型简化。结果表明，随机VBD的动态取决于阈值量R_0、感染者的初始规模以及按宿主种群规模所取标度的类型。该模型确定性对应体的量R_0（文献中针对许多传染病模型所述的感染持续阈值条件）可被计算。不同的标度给出模型的不同近似；特别地，若媒介动态远快于宿主，则媒介动态对宿主种群的影响被平均掉，从而大幅降低模型维度。
引用
@article{arxiv.1806.03778,
title = {Approximation Methods for Analyzing Multiscale Stochastic Vector-borne Epidemic Models},
author = {Xin Liu and Anuj Mubayi and Dominik Reinhold and Liu Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.03778},
year = {2018}
}