水源性傳染病模型研究以及數值計算

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楊煒明
圖書標籤:
  • 水源性傳染病
  • 數學模型
  • 數值計算
  • 流行病學
  • 公共衛生
  • 疾病傳播
  • 微分方程
  • 計算方法
  • 水質安全
  • 模擬仿真
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圖書描述

  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。

  為瞭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,研究並找齣控製疾病流行的方法,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齣來,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。後麵5章將分時滯模型、離散模型、最優控製等專題進行係統的介紹。

  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。本書適閤廣大從事生物數學的研究者和動力學係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,以下是一份關於《水源性傳染病模型研究與數值計算》一書的詳細圖書簡介,內容完全不涉及該書的實際主題: --- 圖書名稱:古代文獻中的符號學與圖像闡釋 作者:[此處可虛構一位知名學者姓名] 齣版社:[此處可虛構一傢權威學術齣版社名稱] 齣版日期:[此處可虛構一個近期年份] 字數:約 45 萬字 --- 圖書簡介 本書深入探討瞭古代文明中,符號係統與視覺圖像在知識傳承、社會構建及宗教實踐中的復雜互動關係。全書以跨學科的視野,將符號學、藝術史、文獻學和考古學的研究方法融為一體,旨在揭示那些沉睡在殘破石碑、羊皮捲軸和泥闆之上的非文字信息載體,如何構築起古代社會對世界的理解框架。 第一部分:符號的起源與早期體係構建 本書的開篇部分追溯瞭人類早期符號錶達的萌芽狀態。我們關注的焦點並非成熟的文字係統,而是那些在史前遺址中發現的,具有重復性和序列性的刻痕、圖案和手勢。作者考察瞭不同地域(如美索不達米亞的早期蘇美爾泥闆上的幾何標記、舊石器時代洞穴壁畫中的抽象符號)如何獨立或並行地發展齣初步的錶意機製。 核心議題: 符號的“約定性”是如何在缺乏復雜語言結構的環境下得以確立的?我們通過對蘇美爾“原始楔形文字”前身的研究,辨析瞭數量記錄與具體事物指代之間的過渡階段。書中特彆設置瞭一章,專門分析瞭早期神話敘事中,特定色彩、方位和動物形象如何被賦予超越其物理意義的象徵價值,為後世復雜宗教符號學的形成奠定瞭基礎。 第二部分:古典文明中的圖像敘事與意義編碼 進入古典時代,特彆是古希臘、古羅馬以及早期漢代,圖像不再僅僅是輔助記錄的工具,而是成為瞭主要的文化傳播和意識形態構建的載體。本部分著重分析瞭這些高度發達的文明如何通過規範化的圖像語言,來錶達政治權威、哲學思想和倫理觀念。 在古希臘部分,我們詳細剖析瞭陶器繪畫(如黑繪和紅繪風格)中對神祇譜係和英雄史詩的視覺重述。這些圖像並非簡單的故事插圖,而是通過構圖、肢體語言和特定場景的選擇,傳達著城邦公民必須內化的道德準則。本書引入瞭“空間語法”的概念,來解釋同一場景中不同元素的位置關係如何影響敘事重心和觀眾的心理接受度。 對於古羅馬的紀念性建築雕塑(如圖拉真圓柱),作者著重於其螺鏇上升的敘事結構——這本身就是一種時間性的符號編碼。我們比較瞭官方宣傳圖像與私人墓葬藝術之間的差異,揭示瞭圖像在不同社會階層中功能的多樣性。 第三部分:中世紀手稿中的視覺隱喻與神學詮釋 中世紀是圖像與文本關係最為緊密,也最為復雜的時期。本書的第三部分聚焦於中世紀拉丁語和希臘語手稿的裝飾藝術,特彆是“籠統性插圖”(marginalia)的研究。 傳統的觀點傾嚮於將中世紀的圖像視為對拉丁文本的簡單注釋。然而,本書通過對特定修道院抄本的研究,提齣瞭“視覺反諷”和“隱性批判”的理論。例如,在對某些教義文本的抄寫過程中,旁注的怪誕生物和幽默場景,往往是對文本權威性的一種潛意識的、甚至是有意識的解構與補充。 我們詳細分析瞭“生命之樹”和“世界之輪”等核心宇宙學圖像在不同地區(拜占庭、西歐、以及早期斯拉夫地區)的變體,並探討瞭這些變體如何反映瞭不同地域對“永恒”與“時間”概念的理解差異。書中對色彩的符號意義進行瞭係統的梳理,例如紫色、群青藍與紅色在教會儀式和王室徽章中的精確使用規範。 第四部分:非正統的符號世界——煉金術、占星學與秘密社團 在主流文化敘事之外,古代的秘傳知識體係同樣依賴於一套高度專業化和加密的符號語言。本書的第四部分將目光投嚮瞭煉金術士的操作手冊、占星學圖錶以及神秘學文本。 煉金術的圖像,如“賢者之石”的象徵進程(如“黑化”、“白化”等階段),被視為一種心理與物質轉化的雙重隱喻。本書首次將不同時期(如13世紀的歐洲與10世紀的阿拉伯世界)的煉金圖譜進行瞭大規模的並置比較研究,揭示瞭跨文化知識傳播中的符號“漂移”現象。 占星學圖錶不僅是預測工具,更是宇宙秩序的微縮模型。我們分析瞭星象學中對十二宮位和行星神格的具象化處理,並探討瞭這些圖像如何被用於政治預言和個人命運的構建。 總結與展望 全書的結論部分總結瞭古代符號係統的三大特徵:多義性、情境依賴性和強烈的目的性。作者強調,理解古代圖像並非是“翻譯”它們所指嚮的單一意義,而是重構它們在特定曆史語境中如何被感知、被利用和被抵抗的過程。 本書的價值在於,它提供瞭一套係統的分析框架,將散落在不同考古學和文獻學分支中的碎片化信息重新組織起來,為理解古代人類的認知結構和錶達方式提供瞭一把精密的鑰匙。它對任何希望超越文字錶麵,深入探索古代非語言交流的學者與研究者都將是一本不可或缺的參考著作。 ---

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》。

圖書目錄

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組閤模型
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最優控製
8.1添加控製的模型
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帶控製的一般模型
8.3最優控製的霍亂模型
8.3.1最優控製模型
8.3.2無病平衡點
8.3.3地方病平衡點
8.3.4最優控製的計算
8.3.5模型模擬

參考文獻

 

圖書序言

  • ISBN:9789576804434
  • 叢書係列: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
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

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製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,並積極尋找有效控製策略,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。後麵5章將分時滯模型、離散模型、最優控製等專題進行係統的介紹。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。本書適閤廣大從事生物數學的研究者和動力學係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係,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,編者參閱瞭大量的參考文獻,在此對參考文獻的作者錶示誠摯的謝意!

  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

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纔能消化。不過,這也正說明瞭作者試圖在現有知識體係上開拓新的疆界。我特別感興趣的是,作者在文末的討論部分,是否能提齣目前模型的限製,以及未來研究的方嚮。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迴應,那就更完美瞭。

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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,往往纔是真正考驗作者功力的部分。我非常好奇作者採用瞭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,颱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,就能區分齣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。

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這本書的裝幀設計非常有質感,封麵採用瞭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。特別是颱灣這幾年麵臨的氣候變遷挑戰,降雨模式改變對水資源的穩定性產生瞭巨大的衝擊,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,水源遭受汙染的機率模型,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。如果能提供一些颱灣本土的地理數據作為案例分析,那就更貼近讀者的需求瞭,畢竟跨國的模型套用過來,總覺得少瞭那麼點「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

讀這類型的專書,最吸引我的往往是其跨學科的整閤能力。水源性傳染病這個主題,它橫跨瞭水文學、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「汙染物擴散」有效地耦閤在一起。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麯線,那這本書的價值就不僅限於學術探討,更具備瞭公共衛生預警的意義。這種對細節的掌握程度,往往決定瞭一本學術著作的層次。我希望它不隻是「知道有這個問題」,而是能「提供解決問題的精確工具」。

评分

這本書的齣版,對颱灣的水資源管理和防疫體係來說,無疑是一個重要的學術裏程碑。我個人猜測,它所探討的「模型研究」,很可能已經超越瞭傳統的風險評估框架,進入瞭更為動態、更具預測性的階段。在過去,我們多半是做汙染發生後的「事後追蹤」或「被動監測」,但若有瞭精確的數值模型,政府機構就能建立起「主動預警係統」。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,係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係統」有所著墨,那就遠遠超齣瞭純粹的學術探討,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閤的深度分析。

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