现有的肺结核、艾滋病和流感等多菌株传染病模型大多假定个体无差异,使得模型在信息量和合理性方面存在明显缺陷,具有年龄结构的模型可以克服这种不足。本项目针对一些具体的多菌株传染病不同菌株及菌株之间的重复感染、共同感染、变异、交叉免疫等疾病的传播机理,建立具有年龄结构的多菌株传染病动力学模型;用半群理论、构造Lyapunov泛函的方法、单调系统理论和分支理论研究所建立模型的动力学特征基本再生数和侵入再生数、各平衡态的稳定性、一致持续生存、后向分支和Hopf分支等;再根据参数敏感性分析确立控制参数,利用Pontryagin最大值原理建立最优控制问题,计算最优控制时间和最优花费;最后采用最小二乘法估计参数,选择适当的差分格式并设计合理的计算方法,模拟达到对这种病的预测和控制的目的。该研究将为年龄结构多菌株传染病全局动力学研究提供理论方法,同时也可为其预防和控制提供理论依据。
英文主题词basic reproduction number;invasion reproduction number;game theory;coinfectiion;integral semigroup