Modelo SIRS no lineal de orden fraccional: analizando el impacto de las actitudes públicas hacia la vacunación, acciones gubernamentales y comportamiento social en la propagación de enfermedades
Autores: Dutta, Protyusha; Santra, Nirapada; Samanta, Guruprasad; De la Sen, Manuel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modelo SIRS no lineal de orden fraccional: analizando el impacto de las actitudes públicas hacia la vacunación, acciones gubernamentales y comportamiento social en la propagación de enfermedades
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
No lineal
Modelo de orden fraccional
Actitudes hacia la vacunación
Acciones gubernamentales
Análisis de sensibilidad
Número de reproducción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo actual desarrolla un modelo SIRS no lineal de orden fraccional con un sistema de cuatro ecuaciones en el sentido de Caputo. Este estudio examina el impacto de actitudes positivas y negativas hacia la vacunación, así como el papel de las acciones gubernamentales, el comportamiento social y la reacción pública en la propagación de enfermedades infecciosas. Se analiza la estabilidad local de los puntos de equilibrio. Se realiza un análisis de sensibilidad para calcular y discutir el índice de sensibilidad de varios parámetros. Se ha establecido que la enfermedad se propagaría en este sistema cuando el número básico de reproducción es mayor que 1, el sistema se vuelve libre de infecciones cuando el número de reproducción está por debajo de su valor umbral de 1. Las cifras numéricas representan los efectos de las actitudes positivas y negativas hacia la vacunación para hacer que el sistema se libre de enfermedades más pronto. Se ha llevado a cabo un estudio exhaustivo sobre varios valores del orden de derivadas fraccionarias junto con derivadas de orden entero en la sección numérica para obtener algunas ideas útiles sobre la dinámica intrincada del sistema propuesto. El principio de Pontryagin se utiliza en la formulación y discusión subsiguiente de un problema de control óptimo. El estudio también revela el papel significativo de las acciones gubernamentales en el control de la epidemia. Se ha realizado un análisis numérico para comparar el comportamiento del sistema bajo control óptimo y sin control óptimo, con el objetivo de discernir sus diferencias. Las políticas implementadas por el gobierno son consideradas como la estrategia de control más adecuada, y se determina que la ejecución de mecanismos de control disminuye considerablemente la carga de la enfermedad.
Descripción
Este trabajo actual desarrolla un modelo SIRS no lineal de orden fraccional con un sistema de cuatro ecuaciones en el sentido de Caputo. Este estudio examina el impacto de actitudes positivas y negativas hacia la vacunación, así como el papel de las acciones gubernamentales, el comportamiento social y la reacción pública en la propagación de enfermedades infecciosas. Se analiza la estabilidad local de los puntos de equilibrio. Se realiza un análisis de sensibilidad para calcular y discutir el índice de sensibilidad de varios parámetros. Se ha establecido que la enfermedad se propagaría en este sistema cuando el número básico de reproducción es mayor que 1, el sistema se vuelve libre de infecciones cuando el número de reproducción está por debajo de su valor umbral de 1. Las cifras numéricas representan los efectos de las actitudes positivas y negativas hacia la vacunación para hacer que el sistema se libre de enfermedades más pronto. Se ha llevado a cabo un estudio exhaustivo sobre varios valores del orden de derivadas fraccionarias junto con derivadas de orden entero en la sección numérica para obtener algunas ideas útiles sobre la dinámica intrincada del sistema propuesto. El principio de Pontryagin se utiliza en la formulación y discusión subsiguiente de un problema de control óptimo. El estudio también revela el papel significativo de las acciones gubernamentales en el control de la epidemia. Se ha realizado un análisis numérico para comparar el comportamiento del sistema bajo control óptimo y sin control óptimo, con el objetivo de discernir sus diferencias. Las políticas implementadas por el gobierno son consideradas como la estrategia de control más adecuada, y se determina que la ejecución de mecanismos de control disminuye considerablemente la carga de la enfermedad.