Published April 30, 2023
| Version v1
Publication
Open
A fractional order vaccination model for COVID-19 incorporating environmental transmission: a case study using Nigerian data
Creators
- 1. Federal University of Technology Owerri
- 2. Government College University, Lahore
Description
In this work, a fractional-order vaccination model for the novel Coronavirus 2019 (COVID-19) incorporating environmental transmission is considered and analyzed using tools of fractional calculus. The Laplace transform technique and the fixed point theorem lay out the model solutions' existence and uniqueness. The solutions' positivity and boundedness are also demonstrated. Additionally, the stability of the model's equilibrium points is discussed using the fractional-order system stability theory. The model is fitted using the data sets for the Pfizer vaccination program in Nigeria from April 1, 2021, to June 10, 2021. In conclusion, simulation results for various fractional parameter values are presented. It has been observed that increasing fractional-order values has distinct effects on the various model compartments, for R0 < 1 and R0 > 1, respectively.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذا العمل، يتم النظر في نموذج تطعيم بالترتيب الكسري لفيروس كورونا المستجد 2019 (COVID -19) يتضمن الانتقال البيئي وتحليله باستخدام أدوات حساب التفاضل والتكامل الكسري. تحدد تقنية تحويل لابلاس ونظرية النقطة الثابتة وجود الحلول النموذجية وتفردها. كما تتجلى إيجابية الحلول وحدودها. بالإضافة إلى ذلك، تتم مناقشة استقرار نقاط توازن النموذج باستخدام نظرية استقرار نظام الترتيب الكسري. تم تركيب النموذج باستخدام مجموعات البيانات لبرنامج تطعيم فايزر في نيجيريا من 1 أبريل 2021 إلى 10 يونيو 2021. في الختام، يتم تقديم نتائج المحاكاة لمختلف قيم المعلمات الكسرية. لقد لوحظ أن زيادة قيم الترتيب الكسري لها تأثيرات مميزة على حجرات النموذج المختلفة، لـ R0 < 1 و R0 > 1، على التوالي.Translated Description (French)
Dans ce travail, un modèle de vaccination d'ordre fractionnaire pour le nouveau coronavirus 2019 (COVID-19) intégrant la transmission environnementale est considéré et analysé à l'aide d'outils de calcul fractionnaire. La technique de transformation de Laplace et le théorème du point fixe exposent l'existence et l'unicité des solutions modèles. La positivité et le caractère borné des solutions sont également démontrés. De plus, la stabilité des points d'équilibre du modèle est discutée à l'aide de la théorie de la stabilité du système d'ordre fractionnaire. Le modèle est ajusté à l'aide des ensembles de données pour le programme de vaccination Pfizer au Nigéria du 1er avril 2021 au 10 juin 2021. En conclusion, les résultats de simulation pour diverses valeurs de paramètres fractionnaires sont présentés. Il a été observé que l'augmentation des valeurs d'ordre fractionnaire a des effets distincts sur les différents compartiments du modèle, pour R0 < 1 et R0 > 1, respectivement.Translated Description (Spanish)
En este trabajo, se considera y analiza un modelo de vacunación de orden fraccionario para el nuevo Coronavirus 2019 (COVID-19) que incorpora la transmisión ambiental utilizando herramientas de cálculo fraccionario. La técnica de la transformada de Laplace y el teorema del punto fijo establecen la existencia y singularidad de las soluciones modelo. También se demuestra la positividad y la delimitación de las soluciones. Además, la estabilidad de los puntos de equilibrio del modelo se discute utilizando la teoría de estabilidad del sistema de orden fraccional. El modelo se ajusta utilizando los conjuntos de datos para el programa de vacunación de Pfizer en Nigeria desde el 1 de abril de 2021 hasta el 10 de junio de 2021. En conclusión, se presentan los resultados de la simulación para varios valores de parámetros fraccionarios. Se ha observado que el aumento de los valores de orden fraccional tiene efectos distintos en los diversos compartimentos del modelo, para R0 < 1 y R0 > 1, respectivamente.Files
5.pdf
Files
(1.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1400426c1a67f0ec2d86c1730e621da1
|
1.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نموذج تطعيم بالترتيب الجزئي لـ COVID -19 يتضمن الانتقال البيئي: دراسة حالة باستخدام البيانات النيجيرية
- Translated title (French)
- Un modèle de vaccination par ordre fractionnaire pour la COVID-19 intégrant la transmission environnementale : une étude de cas utilisant des données nigérianes
- Translated title (Spanish)
- Un modelo de vacunación de orden fraccional para COVID-19 que incorpora la transmisión ambiental: un estudio de caso con datos nigerianos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4375863411
- DOI
- 10.59292/bulletinbiomath.2023005