Математическое моделирование проявления серологических реакций при лейкозной инфекции в Омской области
Автор: Власенко В.С., Борисов Е.С.
Статья в выпуске: 2 т.234, 2018 года.
Бесплатный доступ
Лейкоз крупного рогатого скота представляет собой хроническую вирусную инфекционную болезнь, широко распространенную в нашей стране. К числу наиболее неблагополучных по данной болезни субъектов Российской Федерации относится Омская область, на территории которой характерно чередование периодических подъемов и спадов уровня инфицированности вирусом лейкоза крупного рогатого скота. Перспективным в плане открытия новых закономерностей в протекании и выявлении факторов, влияющих на изменение динамики инфицированности вирусом лейкоза крупного рогатого скота, представляется математическое моделирование. Одним из методов моделирования ряда с периодическими колебаниями является спектральный анализ Фурье, результирующими параметрами которого являются амплитуды, частоты и фазы гармоник. Вычисляя спектр можно по максимальной амплитуде определить, какая гармоника вносит наибольший энергетический вклад в структуру изучаемого процесса. С целью разработки математической модели нами была создана компьютерная программа, которая позволила произвести разложение динамики проявления серологических реакций при лейкозе крупного рогатого скота в Омской области за 1993-2013 годы в ряд Фурье, построить графики исследуемого периодического тренда и сделать прогноз. Установлено, что построенный модельный ряд за период в 21 год полностью совпадает с реальным рядом и позволяет дать краткосрочный прогноз высокой степени точности. Показано, что ожидаемый процент уровня вирусоносительства крупного рогатого скота в 2014 и 2015 годах на территории Омской области должен был составить соответственно: 10,78 % и 16,58 %, тогда как фактически в эти годы было выявлено 10,7 % и 16,5 %. Всплеск уровня инфицированности, согласно приведенной математической модели, прогнозируется в 2020 году и должен составить 24,7 %.
Лейкоз, крупный рогатый скот, математическое моделирование, тригонометрический полином, спектральный анализ фурье
Короткий адрес: https://sciup.org/142213068
IDR: 142213068 | УДК: 619:616-9-036.2:616-006.446
Mathematical modeling of the serological reactions manifestation at a leucemic infection in Omsk region
Leukemia of cattle is a chronic viral infectious disease, widespread in our country. The Omsk region, which is characterized by alternation of periodic ups and downs in the level of infection with the leukemia virus of cattle, is one of the most unfavorable subjects of the Russian Federation. Mathematical modeling is considered to be promising in respect of discovery of new regularities in the flow and identification of factors affecting the change in the dynamics of infection with the leukemia virus of cattle. One of the methods for modeling a series with periodic oscillations is the Fourier spectral analysis, the resulting parameters of which are the amplitudes, frequencies and phases of the harmonics (harmonically related sinusoids). Calculating the spectrum, it is possible to determine by the maximum amplitude which of the harmonic makes the greatest energy contribution to the structure of the studied process. With the purpose of developing a mathematical model, we created a computer program that made it possible to decompose in a Fourier series the dynamics of the manifestation of serological reactions in leukemia of cattle in the Omsk region for the period of 1993-2013, to graph the analyzed periodic trend and make a forecast. It is established that the constructed model series for the period of 21 years completely coincides with the actual series and allows us to give a short-term forecast of a high degree of accuracy. It was shown that the expected percentage of virus carrying level of cattle in 2014 and 2015 in the Omsk region was to be 10.78% and 16.58% respectively, while in fact at that period it was revealed 10.7% and 16.5%. According to the given mathematical model, a surge in the infection rate is predicted to reach 24.7% in 2020.
Список литературы Математическое моделирование проявления серологических реакций при лейкозной инфекции в Омской области
- Богданов, А.И. Разработка математической модели проявления серологических реакций при лептоспирозе крупного рогатого скота в Ленинградской области/А.И. Богданов, В.А. Кузьмин, Л.С. Фогель, А.В. Кудрявцева, К.С. Савенков//Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. -2015. -№ 1. -С. 46-49.
- Борисов, Е.С. Разработка математических моделей эпизоотического процесса и методов прогнозирования бруцеллезной инфекции/Е.С. Борисов//Туберкулез и бруцеллез сельскохозяйственных животных: методы и средства диагностики и профилактики: Сб. науч. тр. РАСХН. Сиб. отд-ние. ВНИИБТЖ. -Новосибирск, 1994. -С. 59-68.
- Власенко, В.С. Лейкоз крупного рогатого скота в Омской области и его взаимосвязь с циклами солнечной активности/В.С. Власенко, Е.С. Борисов, В.П. Плащенко//Вестник Омского ГАУ. -2017. -№ 2(26). -С. 85-90.
- Городецкий, А.Е. Нечеткое математическое моделирование плохо формализуемых процессов и систем/А.Е. Городецкий, И.Л. Тарасова//Спб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. -336 с.
- Гулюкин, М.И. Мониторинг эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота за 2014-2015 годы/М.И. Гулюкин//Ветеринария и кормление. -2016. -№ 4. -С. 5-39.
- Дьяконов, В.П. Справочник по расчетам на микрокалькуляторах: 3-е изд., доп. и перераб./В.П. Дьяконов. -М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. -464 с.
- Рангайян, Р.М. Анализ биомедицинских сигналов/Рангайян Р.М. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. -440 с.
- Русинович, А.А. Математическая модель -прогноз эпизоотического процесса инфекции ВЛКРС в спонтанных условиях/А.А. Русинович//Известия Академии аграрных наук Республики Беларусь. -2001. -№ 3. -С. 60-63.
