Epidemic modeling with host behavioral responses (2022)
- Authors:
- Autor USP: SILVA, PAULO CESAR VENTURA DA - IFSC
- Unidade: IFSC
- DOI: 10.11606/T.76.2022.tde-05042022-153927
- Subjects: MODELOS EPIDEMIOLOGICOS; MODELAGEM DE EPIDEMIA; SURTOS DE DOENÇAS; COMPORTAMENTO; REDES COMPLEXAS; MOBILIDADE URBANA
- Keywords: Agent-based modeling; Behavioral responses; Epidemic models; Metapopulações; Metapopulations; Modelagem de agentes; Modelos epidêmicos; Multiplex networks; Redes multiplex; Respostas comportamentais
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Epidemias sempre foram a causa de perdas econômicas e vitais significantes. Entre os múltiplos avanços da ciência contra doenças infecciosas, modelos matemáticos e computacionais são cada vez mais importantes, especialmente após o desenvolvimento da ciência de redes e complexidade. O estudo e previsão de epidemias é muito influenciado por comportamentos da população hospedeira, que são imprevisíveis e difíceis de se incorporar. Nesta tese, contribuímos para o grande volume de trabalhos dedicados a resolver esse problema. Primeiramente, abordamos o acoplamento entre a propagação de doenças e informação em redes multiplex. Propomos um modelo de rumor para a informação, bem como uma razão flexível entre as escalas de tempo da doença e da informação. Mostramos que aumentando a escala temporal da informação se consegue uma redução de casos da doença. Também mostramos que stiflers podem aumentar tanto os níveis da informação quanto da doença. Depois estudamos esse problema mais a fundo com modelos mais gerais de interação assimétrica entre fenômenos de contágio. Mostramos que nossos resultados anteriores com a escala de tempo dependem do formato da interação entre os processos de propagação. Também estudamos esses modelos em mais detalhe, descrevendo numericamente suas oscilações transientes e derivando expressões analíticas para os estados estacionários e transições de fase. Mudamos então para sistemas com mobilidade de hospedeiros. Desenvolvemos um modelo de mobilidadeindividual, em que respostas comportamentais são incorporadas na forma de esquiva de hospedeiros infectados. Mostramos como isso reduz a propagação da doença em diferentes regimes do modelo. Em particular, para quando a mobilidade progride mais rápido que a doença, derivamos uma abordagem semi-analítica para descrever os diagramas de bifurcação, verificando a existência de uma fase biestável e relacionando a dinâmica com algumas métricas das redes subjacentes. Finalmente, descrevemos a mobilidade como fluxos entre populações homogêneas. Nesse esquema de metapopulação, propomos um modelo para respostas comportamentais que diretamente reduzem o número de reprodução. Mostramos que nosso modelo pode gerar surtos de tamanhos diferentes em cada subpopulação. Então o usamos para comparar estratégias em que cada lugar responde de forma independente (localmente) ou em que toda a população segue a mesma curva (globalmente). Mostramos qual estratégia é mais eficiente em diferentes cenários, tanto para um grafo geométrico aleatório quanto para duas metapopulações de dados reais. Com tal variedade de tópicos explorados, esperamos contribuir para o problema da interação doença-comportamento
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2022
- Data da defesa: 20.01.2022
- Este periódico é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
SILVA, Paulo Cesar Ventura da. Epidemic modeling with host behavioral responses. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-05042022-153927/. Acesso em: 10 out. 2024. -
APA
Silva, P. C. V. da. (2022). Epidemic modeling with host behavioral responses (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-05042022-153927/ -
NLM
Silva PCV da. Epidemic modeling with host behavioral responses [Internet]. 2022 ;[citado 2024 out. 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-05042022-153927/ -
Vancouver
Silva PCV da. Epidemic modeling with host behavioral responses [Internet]. 2022 ;[citado 2024 out. 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-05042022-153927/ - Photoassociation and vibrational cooling of Rb2 molecules with a high-power-laser
- Modeling interacting diseases with different time scales
- Modeling the effects of social distancing on the large-scale spreading of diseases
- Modeling the effects of social distancing on the large-scale spreading of diseases
- Epidemic spreading in populations of mobile agents with adaptive behavioral response
- Epidemic spreading with awareness and different timescales in multiplex networks
- Epidemic modeling with adaptive mobile agents
- Disease and information spreading at different speeds in multiplex networks
- Role of time scale in the spreading of asymmetrically interacting diseases
- Asymmetrically interacting contagion: role of time scale
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.76.2022.tde-05042022-153927 (Fonte: oaDOI API)
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