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基于一类时滞动力学系统对新型冠状病毒肺炎疫情的建模和预测 被引量:96
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作者 严阅 陈瑜 +4 位作者 刘可伋 罗心悦 许伯熹 江渝 程晋 《中国科学:数学》 CSCD 北大核心 2020年第3期385-392,共8页
2019年12月,新型冠状病毒肺炎(novel coronavirus pneumonia,NCP)疫情从武汉开始暴发,几天内迅速传播到全国乃至海外.科学有效地掌控疫情发展对疫情防控至关重要.本文基于全国各级卫生健康委员会每日公布的累计确诊数和治愈数,提出一类... 2019年12月,新型冠状病毒肺炎(novel coronavirus pneumonia,NCP)疫情从武汉开始暴发,几天内迅速传播到全国乃至海外.科学有效地掌控疫情发展对疫情防控至关重要.本文基于全国各级卫生健康委员会每日公布的累计确诊数和治愈数,提出一类基于时滞动力学系统的传染病动力学模型.在模型中引入时滞过程,用来描述病毒潜伏期和治疗周期.通过公布的疫情数据,首先准确反演模型的参数;其次有效地模拟目前疫情的发展,并预测疫情未来的趋势;最后分析各级政府防控措施手段的有效程度,并发现在现有的高效防控措施下,疫情将在近期好转. 展开更多
关键词 新型冠状病毒肺炎 时滞动力学模型 参数反演 疫情预测
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关于新型冠状病毒肺炎一类基于CCDC统计数据的随机时滞动力学模型 被引量:7
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作者 邵年 陈瑜 +1 位作者 程晋 陈文斌 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期697-704,共8页
科学地预测新型冠状病毒肺炎疫情发展趋势对疫情防控至关重要.本文对中国疾病预防控制中心(CCDC)发布[1]的数据进行了分析,给出了关于新型冠状病毒肺炎的一些可能的统计模型:传播链中连续病例的发病时间间隔分布、感染至发病的时间间隔... 科学地预测新型冠状病毒肺炎疫情发展趋势对疫情防控至关重要.本文对中国疾病预防控制中心(CCDC)发布[1]的数据进行了分析,给出了关于新型冠状病毒肺炎的一些可能的统计模型:传播链中连续病例的发病时间间隔分布、感染至发病的时间间隔分布和发病至住院的间隔时间3个分布,并形成了感染至确诊的时间间隔分布表达.结合CCDC统计数据和程晋团队的时滞动力学模型(TDD-NCP模型),本文发展了新的随机时滞动力学模型(Fudan-CCDC模型),并给出了参数反演结果与疫情分析. 展开更多
关键词 新型冠状病毒肺炎 时滞动力学模型 随机时滞动力学模型 疫情预测
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基于时滞动力学模型对钻石公主号邮轮疫情的分析 被引量:5
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作者 罗心悦 邵年 +1 位作者 程晋 陈文斌 《数学建模及其应用》 2020年第1期15-22,F0003,共9页
2019年末以来,新型冠状病毒肺炎迅速蔓延的疫情引发了全球关注.文献[5-6]提出了一类时滞动力学系统的新冠肺炎传播模型用以描述疫情的发展趋势.文献[7]在此基础上,结合CCDC统计数据,提出了一类基于CCDC统计数据的随机时滞动力学模型.本... 2019年末以来,新型冠状病毒肺炎迅速蔓延的疫情引发了全球关注.文献[5-6]提出了一类时滞动力学系统的新冠肺炎传播模型用以描述疫情的发展趋势.文献[7]在此基础上,结合CCDC统计数据,提出了一类基于CCDC统计数据的随机时滞动力学模型.本文将使用以上两类模型研究分析"钻石公主号"邮轮的疫情发展.基于日本厚生劳动省公布的数据,本文准确反演出模型参数,进而有效模拟当前疫情的发展,并预测疫情未来的趋势,发现在疫情爆发初期基本再生数R0(t)较大,而后随着防控措施加强而逐渐减小;约在2月下旬,累计确诊人数增长速度放缓,在3月上旬,累计确诊人数趋于稳定,即无新增确诊人数,疫情得到有效控制;最终累计确诊人数对隔离率变化敏感,隔离率升高,最终累计确诊人数将有显著下降.针对传染率较高、隔离率较低的问题,本文建议日本政府进一步加强防控措施,抑制疫情的大规模爆发. 展开更多
关键词 新型冠状病毒肺炎 时滞动力学模型 随机时滞动力学模型 参数反演 疫情预测
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一类具有时滞的COVID-19动力学模型及传播预测
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作者 董庆来 周楚钰 刘聘 《甘肃科学学报》 2023年第4期1-8,共8页
建立可用于COVID-19疫情评估的一类具有时滞的新冠肺炎传播动力学模型(SI 2R模型)。研究利用时滞描述感染者在核酸检测阳性前的潜伏期,考虑防控隔离和医学追踪隔离等隔离措施的效果,将感染者分为两类:一类感染者具有传染能力,另一类感... 建立可用于COVID-19疫情评估的一类具有时滞的新冠肺炎传播动力学模型(SI 2R模型)。研究利用时滞描述感染者在核酸检测阳性前的潜伏期,考虑防控隔离和医学追踪隔离等隔离措施的效果,将感染者分为两类:一类感染者具有传染能力,另一类感染者由于被隔离其感染能力可忽略不计,构建了SI 2R模型,并详细讨论系统解的存在性、有界性和平衡点的分类,再利用Lyapunov-LaSalle不变性原理证明了平衡点的全局稳定性。以2021年12月15日—2022年1月13日的西安市疫情数据为依据,拟合得到SI^(2)R模型的动力学参数,对西安市COVID-19疫情进行了预测和评估。结果表明,具有时滞的SI 2R传染病动力学模型对疫情的理论估计与西安市疫情的实际情况较为符合,可用于COVID-19传播行为分析,为疫情防控策略的制定提供了理论支持。 展开更多
关键词 应用数学 COVID-19 时滞动力学模型 稳定性 Lyapunov-LaSalle不变性原理
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扬州城新冠疫情清零防控模式的建模和分析
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作者 鲍文娣 葛静 +3 位作者 李娟 林支桂 周罗晶 朱怀平 《应用数学学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期847-859,共13页
新冠德尔塔病毒通过境外输入在广州、南京、扬州等地区局部散发.在中国政府强有力的监管防控政策和全市人民的密切配合下,通过“追踪-检测-隔离”清零防控模式,找出“零号病人”,确定传染链,进行全员核酸检测精准筛查密切接触者,并及时... 新冠德尔塔病毒通过境外输入在广州、南京、扬州等地区局部散发.在中国政府强有力的监管防控政策和全市人民的密切配合下,通过“追踪-检测-隔离”清零防控模式,找出“零号病人”,确定传染链,进行全员核酸检测精准筛查密切接触者,并及时采取不同等级的隔离措施,阻断传染链,多地小规模的聚集性疫情在近一个月内能够得以控制.本文以扬州市COVID-19疫情防控为研究对象,通过区分社区和集中隔离点的感染者,建立了具有隔离和大规模检测的传染病模型,研究当前清零模式成功的机制,并利用相关参数模拟了扬州的抗疫成功的过程.利用新模型,我们比较分析“躺平”模式,消极模式以及推迟当前清零政策等,研究了多种情形下的疫情发展趋势及其影响. 展开更多
关键词 新型冠状病毒肺炎 德尔塔毒株 时滞动力学模型 扬州疫情 参数反演
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多阶段动态时滞动力学模型的COVID-19传播分析 被引量:12
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作者 张李盈 李东宸 任景莉 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期658-666,共9页
截至2020-04-21,全球累计确诊新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)病例数已超过245万人,死亡病例数超过17万人。根据疫情的发展过程,首先建立了改进的离散时间多阶段时滞动力学模型,以提取疫情的传播特征,解析防控干... 截至2020-04-21,全球累计确诊新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)病例数已超过245万人,死亡病例数超过17万人。根据疫情的发展过程,首先建立了改进的离散时间多阶段时滞动力学模型,以提取疫情的传播特征,解析防控干预的影响(防控干预效果)和医疗资源可用率的影响,并基于该模型,提出一种分析COVID-19的经验传递动力学方法。其中,经验提取是基于该模型与WHO(World Health Organization)发布的疫情数据,通过参数反演实现。然后利用该方法,分析了意大利、西班牙、德国和美国等国家疫情所处的阶段,预测不同措施下各国疫情的可能走向,给出了快速控制的建议。分析结果显示,中国疫情已基本得到控制,西班牙、德国、意大利已达到峰值,美国疫情正处于紧急防御期。依据经验传递动力学方法,建议西班牙、德国、意大利三国继续坚持目前的防控干预方式,美国加大防控力度,尽快使疫情进入可控阶段。 展开更多
关键词 新型冠状病毒肺炎 离散时滞动力系统 多阶段时滞动力学模型 疫情预测
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基于SPPSO算法的时滞HBV模型的系统辨识研究 被引量:1
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作者 唐晓 吴志健 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第2期210-213,217,共5页
系统辨识是现代控制理论中的一个很活跃的分支。目前的系统辨识多采用二次规划等解析算法,不足之处在于可辨识的参数少、收敛慢、对参数的初值依赖大。随着智能控制领域研究的不断发展,非线性程度也就越来越高,一些经典的方法很难满足... 系统辨识是现代控制理论中的一个很活跃的分支。目前的系统辨识多采用二次规划等解析算法,不足之处在于可辨识的参数少、收敛慢、对参数的初值依赖大。随着智能控制领域研究的不断发展,非线性程度也就越来越高,一些经典的方法很难满足需要。而小种群粒子群算法(SPPSO)作为一种全局优化算法,易于实现,且收敛速度快,计算效率高,在处理数据量较大的大规模种群问题时可大大降低时间和资源的开销,因此在系统辨识特别是高度非线性、时滞系统中更具有意义。而这类复杂的系统在医学系统中具有典型性。所以将该算法用于求解时滞的乙型肝炎动力学模型有很好的研究价值和实用价值。 展开更多
关键词 时滞的HBV动力学模型 非线性系统辨识 小种群粒子群优化算法
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