基于微分代数方程的随机生物经济系统建模与复杂性分析

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61703083
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0303.系统建模理论与仿真技术
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The existing regulation and control of biological resource based on singular system models mostly assumes that the system operation environment is deterministic. The real problem is not the case, the random factors are everywhere. For example, climate, temperature, sudden disease has great influence on the development of biological system, regulation and control will. At the same time, stochastic differential equations have been widely applied in biological field described by the normal system model. However, this kind of model considered less on between some physical quantity constraint. This project attempts to use stochastic differential equations and stochastic algebraic equations combined with describing the problem of regulation and control of biological system. The utility models have the advantages of both considers random factors and consideration between some physical quantity constraint. In the aspect of system analysis, the stochastic stability, stochastic bifurcation, impulse on system are researched. The key and difficulty of the project is the analysis of stochastic bifurcation and impulse phenomena in singular stochastic biological economy systems. The successful implementation of the project will provide new ways and methods for the prediction of the trend of the change of biological populations and the early prediction of emergencies, to ensure the sustainable survival of biological populations and the steady development of economic benefits. It will also have a positive impact on the improvement of the modeling method on exploitation of biological resources, stochastic stability, stochastic bifurcation and impulse theory of singular stochastic systems.
现有基于广义系统模型的生物资源的开发调节问题大多假定系统运行的环境是确定性的。实际问题并非如此,随机因素无处不在,例如环境、气候、突发疾病等对生物系统的开发、调节会有非常大的影响。与此同时,随机微分方程在正常系统模型描述的生物领域得到了大量应用。然而,这类模型对某些物理量之间的约束考虑较少。本项目试图利用随机微分方程和随机代数方程联合描述生物资源的开发调节问题,建立广义随机生物经济模型,其优点是既考虑随机因素又考虑某些物理量之间的约束。在系统分析方面,研究系统的随机稳定性、随机分岔、脉冲等问题。本项目的难点和关键问题是广义随机生物经济系统中随机分岔和脉冲现象的研究。该项目的成功实施,将为生物种群的变化趋势的预测、突发事件的早期预测提供新的途径和方法,确保生物种群持续生存和人们经济效益稳定发展。同时也将对生物资源开发的建模方法、广义随机系统稳定性、分岔及脉冲理论的完善产生积极影响。

结项摘要

已有基于广义系统模型的生物资源的开发调节问题大多假定系统运行的环境是确定性的。实际问题并非如此,随机因素无处不在,例如环境、气候、突发疾病等对生物系统的开发、调节会有非常大的影响。与此同时,随机微分方程在正常系统模型描述的生物领域得到了大量应用。然而,这类模型对某些物理量之间的约束考虑较少。本项目利用随机微分方程和随机代数方程联合描述生物资源的开发调节问题。建立广义随机捕食-被捕食生物经济模型、广义随机竞争生物经济模型、具有时滞的随机竞争生物经济模型、具有阶段结构的随机竞争生物经济模型。其优点是既考虑随机因素又考虑某些物理量之间的约束,而且考虑种群成长时滞对种群发展的影响。在系统分析方面,研究系统的随机稳定性、随机分岔、种群的持久生存性和灭绝性等问题。利用最优控制理论,研究了最优价格控制策略及对种群的最优捕获策略。研究成果为生物种群的变化趋势的预测、突发事件的早期预测提供新的途径和方法,为生物种群的合理开发提供理论支撑,确保生物种群持续生存和人们经济效益稳定发展。同时也将对生物资源开发的建模方法、广义随机系统稳定性、分岔理论的完善产生积极影响。此外本项目利用随机微分方程理论,建立两类随机传染病模型,给出疾病灭绝和持久存在的条件。研究成果为传染病的预防和控制提供理论方法。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Robust Observer-Based Finite Time Sliding Mode Control for One-Sided Lipschitz Systems With Uncertainties
具有不确定性的单侧 Lipschitz 系统的基于鲁棒观测器的有限时间滑模控制
  • DOI:
    10.1115/1.4048277
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Dynamic Systems Measurement and Control-Transactions of the ASME
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Ren Junchao;Sun Jie;Li Fangfang
  • 通讯作者:
    Li Fangfang
Proportional-Difference Observer Design for Singular Systems in an LMI Framework
LMI 框架中奇异系统的比例差分观测器设计
  • DOI:
    10.1109/access.2020.3021465
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Ren Junchao;Li Xuejiao;Mu Yunfei
  • 通讯作者:
    Mu Yunfei
Robust H-infinity sliding mode control for nonlinear stochastic T-S fuzzy singular Markovian jump systems with time-varying delays
时变时滞非线性随机T-S模糊奇异马尔可夫跳跃系统的鲁棒H-无穷大滑模控制
  • DOI:
    10.1016/j.ins.2020.05.029
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Information Sciences
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Ren Junchao;He Guangxu;Fu Jun
  • 通讯作者:
    Fu Jun
Behavior of a stochastic SIR epidemic model with saturated incidence and vaccination rules
具有饱和发病率和疫苗接种规则的随机 SIR 流行病模型的行为
  • DOI:
    10.1016/j.physa.2018.02.191
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Physica A: Statistical Mechanics and Its Applications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Yue;Li Yang;Zhang Qingling;Li Aihua
  • 通讯作者:
    Li Aihua
Robust observer-based finite-time H-infinity control for one-sided Lipschitz singular systems with uncertainties
具有不确定性的单侧 Lipschitz 奇异系统的基于鲁棒观测器的有限时间 H-无穷控制
  • DOI:
    10.1049/iet-cta.2019.0927
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IET Control Theory and Applications
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Ren Junchao;Li Fangfang;Fu Jun
  • 通讯作者:
    Fu Jun

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其他文献

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  • 作者:
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    --
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“守门人”医疗系统中的转诊协调机制
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    10.1002/qj.3391
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    浙江大学学报. 工学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张悦;高照;李娜
  • 通讯作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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