水源性傳染病模型研究以及數值計算

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楊煒明
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  • 水源性传染病
  • 数学模型
  • 数值计算
  • 流行病学
  • 公共卫生
  • 疾病传播
  • 微分方程
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具体描述

  眾所周知,傳染病是人類健康的大敵,是由各種病原體引起的能在人與人、動物與動物或人與動物之間相互傳播的一類疾病。

  為了更好地研究傳染病流行的規律,描述傳染病的傳播過程,分析被感染人數的變化規律,預測傳染病未來爆發的情況,研究並找出控制疾病流行的方法,研究者建立能反應傳染病動力學特性的數學模型,可以把傳染病的主要特徵、重要因素之間的聯繫通過各種參數、變量和它們之間的聯繫清晰地揭示出來,加以討論,從而為政府部門決策提供強有力的理論基礎。這是一件利國利民、非常有意義的工作。

  本書偏重於該類水源性模型的定性研究。全書共分8章。第1-2章介紹一些傳染病的基本知識、建模思想等。第3章介紹水源性傳染病的特點以及目前一些經典的研究該類傳染病的模型,為初學者奠定良好的基礎。後面5章將分時滯模型、離散模型、最優控制等專題進行系統的介紹。

  要掌握本書中的知識, 需要具備一些基本的計算數學、常微分和偏微分方程數值解和生物數學的知識。本書適合廣大從事生物數學的研究者和動力學系統的研究者作為參考書,也可供計算數學專業高年級本科學生和研究生作為學習資料。
 
好的,以下是一份关于《水源性传染病模型研究与数值计算》一书的详细图书简介,内容完全不涉及该书的实际主题: --- 图书名称:古代文献中的符号学与图像阐释 作者:[此处可虚构一位知名学者姓名] 出版社:[此处可虚构一家权威学术出版社名称] 出版日期:[此处可虚构一个近期年份] 字数:约 45 万字 --- 图书简介 本书深入探讨了古代文明中,符号系统与视觉图像在知识传承、社会构建及宗教实践中的复杂互动关系。全书以跨学科的视野,将符号学、艺术史、文献学和考古学的研究方法融为一体,旨在揭示那些沉睡在残破石碑、羊皮卷轴和泥板之上的非文字信息载体,如何构筑起古代社会对世界的理解框架。 第一部分:符号的起源与早期体系构建 本书的开篇部分追溯了人类早期符号表达的萌芽状态。我们关注的焦点并非成熟的文字系统,而是那些在史前遗址中发现的,具有重复性和序列性的刻痕、图案和手势。作者考察了不同地域(如美索不达米亚的早期苏美尔泥板上的几何标记、旧石器时代洞穴壁画中的抽象符号)如何独立或并行地发展出初步的表意机制。 核心议题: 符号的“约定性”是如何在缺乏复杂语言结构的环境下得以确立的?我们通过对苏美尔“原始楔形文字”前身的研究,辨析了数量记录与具体事物指代之间的过渡阶段。书中特别设置了一章,专门分析了早期神话叙事中,特定色彩、方位和动物形象如何被赋予超越其物理意义的象征价值,为后世复杂宗教符号学的形成奠定了基础。 第二部分:古典文明中的图像叙事与意义编码 进入古典时代,特别是古希腊、古罗马以及早期汉代,图像不再仅仅是辅助记录的工具,而是成为了主要的文化传播和意识形态构建的载体。本部分着重分析了这些高度发达的文明如何通过规范化的图像语言,来表达政治权威、哲学思想和伦理观念。 在古希腊部分,我们详细剖析了陶器绘画(如黑绘和红绘风格)中对神祇谱系和英雄史诗的视觉重述。这些图像并非简单的故事插图,而是通过构图、肢体语言和特定场景的选择,传达着城邦公民必须内化的道德准则。本书引入了“空间语法”的概念,来解释同一场景中不同元素的位置关系如何影响叙事重心和观众的心理接受度。 对于古罗马的纪念性建筑雕塑(如图拉真圆柱),作者着重于其螺旋上升的叙事结构——这本身就是一种时间性的符号编码。我们比较了官方宣传图像与私人墓葬艺术之间的差异,揭示了图像在不同社会阶层中功能的多样性。 第三部分:中世纪手稿中的视觉隐喻与神学诠释 中世纪是图像与文本关系最为紧密,也最为复杂的时期。本书的第三部分聚焦于中世纪拉丁语和希腊语手稿的装饰艺术,特别是“笼统性插图”(marginalia)的研究。 传统的观点倾向于将中世纪的图像视为对拉丁文本的简单注释。然而,本书通过对特定修道院抄本的研究,提出了“视觉反讽”和“隐性批判”的理论。例如,在对某些教义文本的抄写过程中,旁注的怪诞生物和幽默场景,往往是对文本权威性的一种潜意识的、甚至是有意识的解构与补充。 我们详细分析了“生命之树”和“世界之轮”等核心宇宙学图像在不同地区(拜占庭、西欧、以及早期斯拉夫地区)的变体,并探讨了这些变体如何反映了不同地域对“永恒”与“时间”概念的理解差异。书中对色彩的符号意义进行了系统的梳理,例如紫色、群青蓝与红色在教会仪式和王室徽章中的精确使用规范。 第四部分:非正统的符号世界——炼金术、占星学与秘密社团 在主流文化叙事之外,古代的秘传知识体系同样依赖于一套高度专业化和加密的符号语言。本书的第四部分将目光投向了炼金术士的操作手册、占星学图表以及神秘学文本。 炼金术的图像,如“贤者之石”的象征进程(如“黑化”、“白化”等阶段),被视为一种心理与物质转化的双重隐喻。本书首次将不同时期(如13世纪的欧洲与10世纪的阿拉伯世界)的炼金图谱进行了大规模的并置比较研究,揭示了跨文化知识传播中的符号“漂移”现象。 占星学图表不仅是预测工具,更是宇宙秩序的微缩模型。我们分析了星象学中对十二宫位和行星神格的具象化处理,并探讨了这些图像如何被用于政治预言和个人命运的构建。 总结与展望 全书的结论部分总结了古代符号系统的三大特征:多义性、情境依赖性和强烈的目的性。作者强调,理解古代图像并非是“翻译”它们所指向的单一意义,而是重构它们在特定历史语境中如何被感知、被利用和被抵抗的过程。 本书的价值在于,它提供了一套系统的分析框架,将散落在不同考古学和文献学分支中的碎片化信息重新组织起来,为理解古代人类的认知结构和表达方式提供了一把精密的钥匙。它对任何希望超越文字表面,深入探索古代非语言交流的学者与研究者都将是一本不可或缺的参考著作。 ---

著者信息

作者簡介

楊煒明


  統計學教授,著有《水源性傳染病模型研究以及數值計算》。

图书目录

1簡介

2數學背景

2.1基本再生數R0
2.2穩定性
2.3全局穩定性
2.4模型的分支與分支圖

3穩定性分析
3.1無病平衡點和基本再生數R0
3.1.1 Hartley的模型
3.1.2 Mukandavire的模型
3.2地方病平衡點
3.2.1 Hartley的模型
3.2.2 Mukandavire的模型
3.2.3分支圖形
3.3數值模擬

4一般霍亂模型
4.1模型構造
4.2再生矩陣分析
4.3 DFE全局穩定性
4.4地方病平衡點
4.5地方病平衡點的穩定性
4.5.1局部穩定性
4.5.2圖形分支
4.6舉例應用

5全局穩定性分析
5.1地方病平衡點的穩定性
5.2組合模型
5.3 Hartley的模型
5.4數值模擬

6帶時滯模型
6.1單時滯霍亂模型
6.1.1時滯模型
6.1.2無病平衡點的穩定性
6.1.3當τ=0時, 地方病平衡點穩定性
6.1.4當τ≠0 時, 地方病平衡點穩定性
6.1.5數值模擬
6.2雙時滯霍亂模型
6.2.1雙時滯模型
6.2.2穩定性分析和Hopf分支
6.2.3穩定性分析和週期解

7離散模型
7.1 ODE模型
7.1.1模型
7.1.2 NSFD離散化模型
7.1.3 NSFD無病平衡點的穩定性
7.1.4地方病平衡點
7.1.5數值模擬
7.2帶擴散項的離散模型
7.2.1 ODE模型
7.2.2離散化模型
7.2.3無病平衡點的全局穩定性
7.2.4地方病平衡點的全局穩定性
7.2.5數值模擬
7.3帶擴散項和時滯模型的週期解
7.3.1帶擴散項和時滯的模型
7.3.2模型的穩定性分析和Hopf分支
7.3.3穩定性分析和週期解
7.3.4數值模擬

8最優控制
8.1添加控制的模型
8.1.1 Codeco模型無病平衡點
8.1.2 Codeco模型地方病平衡點
8.2帶控制的一般模型
8.3最優控制的霍亂模型
8.3.1最優控制模型
8.3.2無病平衡點
8.3.3地方病平衡點
8.3.4最優控制的計算
8.3.5模型模擬

參考文獻

 

图书序言

  • ISBN:9789576804434
  • 叢書系列:M(西南財經-新)
  • 規格:平裝 / 196頁 / 17 x 23 x 1 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读

前言

  傳染病防治是關係到國計民生的重大問題,針對各種傳染病進行建模、分析、數值模擬和後期預測制定防治措施是一件利國利民的重要工作。本書針對一類具有多種傳播途徑的水源性傳染病進行研究,此類傳染病的特點是其傳播方式不但包含人與人之間的直接傳播,還包含人與環境之間的間接傳播。本書研究水源性傳染病的流行規律,描述其傳播過程,分析被感染人數的變化規律,預測該傳染病未來爆發的情況,並積極尋找有效控制策略,從而為公共衛生部門提供一些決策的理論支持。

  本書偏重於該類水源性模型的定性研究。全書共分8章。第1-2章介紹一些傳染病的基本知識、建模思想等。第3章介紹水源性傳染病的特點以及目前一些經典的研究該類傳染病的模型,為初學者奠定良好的基礎。後面5章將分時滯模型、離散模型、最優控制等專題進行系統的介紹。要掌握本書中的知識, 需要具備一些基本的計算數學、常微分和偏微分方程數值解和生物數學的知識。本書適合廣大從事生物數學的研究者和動力學系統的研究者作為參考書,也可供計算數學專業高年級本科學生和研究生作為學習資料。

  本書由楊煒明教授設計體系,負責統稿並編寫第1-4章,由廖書教授編寫第5-8章。在寫作過程中,編者參閱了大量的參考文獻,在此對參考文獻的作者表示誠摯的謝意!

  由於編者水準有限,撰寫倉促,書中難免存在疏漏和不足之處,所引用的結果和文獻也會有所遺漏, 懇請讀者批評指正。
 
楊煒明

用户评价

评分

說實話,對於「數值計算」這個環節,我內心是抱著一點期待和一絲忐忑的。畢竟在學術界,光是模型的架構建立已經不容易,後續的數值模擬和優化,往往才是真正考驗作者功力的部分。我非常好奇作者採用了哪種數值方法來處理複雜的偏微分方程組,是有限元素法(FEM)、有限差分法(FDM)還是更新穎的計算流體力學(CFD)技術?如果能清楚闡述演算法的收斂性、穩定性以及計算效率的權衡,那對後進的研究生來說,簡直是無價之寶。當然,台灣的研究環境非常強調實作,如果書中能附帶一些關鍵的程式碼片段,或許是MATLAB或Python的腳本,用來說明如何將理論模型轉化為可執行的計算流程,那絕對會讓這本書的實用價值直線上升。我猜測,光是這一塊的深度,就能區分出這本書是屬於理論介紹型,還是真正具備工程應用潛力的實戰手冊。

评分

這本書的裝幀設計非常有質感,封面採用了比較沉穩的藍綠色調,搭配著精緻的線條圖,給人一種專業又不失學術深度的感覺。光是捧在手上,就能感受到作者對內容的用心。我猜想這類型的專書,通常會吸引那些在水利、環境工程或是公共衛生領域深耕的專業人士。特別是台灣這幾年面臨的氣候變遷挑戰,降雨模式改變對水資源的穩定性產生了巨大的衝擊,如何確保供水的安全,絕對是全民關注的議題。我期待書中能深入探討不同氣候情境下,水源遭受污染的機率模型,或許還會連結到一些近年來發生的實際案例,讓理論不再空泛,而是能與我們的日常生活產生共鳴。如果能提供一些台灣本土的地理數據作為案例分析,那就更貼近讀者的需求了,畢竟跨國的模型套用過來,總覺得少了那麼點「在地性」。總體來說,從外觀和主題推測,這絕對是一本能提升專業視野的深度讀物,讓人忍不住想趕快翻開來一探究竟。

评分

這本書的出版,對台灣的水資源管理和防疫體系來說,無疑是一個重要的學術里程碑。我個人猜測,它所探討的「模型研究」,很可能已經超越了傳統的風險評估框架,進入了更為動態、更具預測性的階段。在過去,我們多半是做污染發生後的「事後追蹤」或「被動監測」,但若有了精確的數值模型,政府機構就能建立起「主動預警系統」。這涉及到決策科學的導入,例如:當模型預測到某個特定水庫的取水口在未來48小時內,大腸桿菌群可能超標的機率達到某一閾值時,系統應該立即建議採取哪些預防性措施?是增加混凝劑投加量,還是建議特定區域居民暫停飲用?如果書中能對這種「模型驅動的決策支持系統」有所著墨,那就遠遠超出了純粹的學術探討,直接關係到市民的健康福祉與城市營運的韌性。期待能看到這種將硬核數學與實際公共服務緊密結合的深度分析。

评分

從書名來看,這顯然是一部嚴謹的學術專著,它的目標讀者群應該是高度專業化的。我推測本書的寫作風格會非常精確、邏輯嚴密,幾乎沒有閒筆。對於一般大眾來說,閱讀門檻可能會相當高,充斥著大量的數學符號和專業術語,需要讀者具備紮實的理工背景才能消化。不過,這也正說明了作者試圖在現有知識體系上開拓新的疆界。我特別感興趣的是,作者在文末的討論部分,是否能提出目前模型的限制,以及未來研究的方向。畢竟在科學研究中,承認局限性並指引下一步,比宣稱模型完美無缺來得更令人信服。這種謙遜而前瞻的態度,是判斷一本學術著作是否具備長遠影響力的重要指標。如果能看到對當前國際學術界熱點議題的回應,那就更完美了。

评分

讀這類型的專書,最吸引我的往往是其跨學科的整合能力。水源性傳染病這個主題,它橫跨了水文學、微生物學、流行病學,現在還要加上複雜的數學建模。我非常關注作者是如何將生物學上的「傳播途徑」和物理學上的「污染物擴散」有效地耦合在一起。例如,在模型中如何參數化病原體的失活速率?在不同水溫、pH值或有機物濃度下的行為差異,是否有被納入考量?如果模型能細緻到足以預測特定水源在極端天氣事件(如颱風或乾旱)發生後,某種指標性細菌的濃度變化曲線,那這本書的價值就不僅限於學術探討,更具備了公共衛生預警的意義。這種對細節的掌握程度,往往決定了一本學術著作的層次。我希望它不只是「知道有這個問題」,而是能「提供解決問題的精確工具」。

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