Dynamics of an epidemic model under the influence of environmental stress

Мы рассмотрели компартментную эпидемиологическую модель инфекционного заболевания, чтобы наблюдать влияние стресса окружающей среды на передачу болезни. Предлагаемая модель четко определена, поскольку популяция в каждом компартменте всегда остается положительной и ограниченной. Динамическое поведение модели наблюдается с помощью анализа устойчивости и бифуркаций в точках равновесия. Численное моделирование подтверждает теоретические выводы, результат показывает, что система претерпевает прямую бифуркацию вокруг безболезненного равновесия. Наши результаты показывают, что с увеличением загрязнения окружающей среды общее количество инфицированных увеличивается. Кроме того, скорость передачи болезни среди восприимчивого и находящегося в стрессовом состоянии населения от бессимптомно инфицированных лиц играет решающую роль в том, чтобы сделать систему эндемичной. Предложен стратегия оптимального контроля для контроля распространенности заболевания, а также для минимизации затрат за счет выбора политики вакцинации перед заражением и политики лечения инфицированных в качестве контрольных переменных. Числовые данные показывают, что вакцинация восприимчивых требует некоторого времени для снижения передачи заболевания, но вакцинация, проводимая для людей, находящихся в стрессовом состоянии, работает сразу после ее внедрения. Политика лечения  инфицированных людей с симптомами болезни работает с большей скоростью на более ранней стадии, но интенсивность со временем снижается. Одновременное осуществление всех контрольных вмешательств более полезно для уменьшения общей численности инфицированных лиц, а также для минимизации экономического бремени. Таким образом, четко показано влияние загрязнения окружающей среды (в частности, влияние экологического стресса) на передачу заболеваний среди населения.