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传染病控制:季节性疫苗接种策略中决定性的相位效应

动力系统 2021-12-22 v1 混沌动力学 种群与进化

摘要

对流行病学系统的研究引发了深厚兴趣,以探索由季节性变化接触率驱动的常见传染病的动力学复杂性。数学建模与实地观测表明,在季节变化下,一些地方性传染病的发病率剧烈波动,且在没有特定疫苗接种规划时动力学常表现为混沌振荡。事实上,文献中已明确指出混沌行为的存在是经典易感-感染-恢复(SIR)季节性强迫传染病模型动力学中的显著特征。然而在流行病学背景下,混沌常被视为与传染病不可预测性相关的不良现象。因此,将混沌运动转化为规则运动的问题变得尤为相关。本文中,我们考虑将相位控制技术应用于季节性强迫SIR传染病模型以抑制混沌。有趣的是,这种控制混沌的方法具有明确含义,即作为对季节性疫苗接种策略的弱扰动。数值模拟表明,两个周期力——接触率与疫苗接种——之间的相位差在控制混沌中起着非常重要的作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.08284,
  title  = {Controlling infectious diseases: the decisive phase effect on a seasonal vaccination strategy},
  author = {Jorge Duarte and Cristina Januário and Nuno Martins and Jesús Seoane and Miguel AF Sanjuán},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.08284},
  year   = {2021}
}

备注

18 pages, 14 figures