Mathematical modeling Covid-19 wave structure of distribution

Abstract

For mathematical modeling of the spread of the Covid-19 epidemic, a wave structure, which represents a complex flow of epidemic events in the form of a set of simple epidemic flows (epidemic waves) is considered. To represent the wave structure we need to decompose a complex flow of epidemic events, given by statistics, into elementary flows. Mathematical models of the wave structure of the epidemic are represented by a set of elementary epidemic flows (waves) shifted along the time axis and different applications in the values of the parameters. Application of Covid-19 propagation waves allows not only to describe the basic concepts of the epidemic quantitatively but also build a reliable forecast of the spread of the epidemic. An important consequence of the Covid-19 wave pattern is the possibility of conducting a comparative parametric analysis of specific wave patterns of epidemic spread. Based on the results of the analysis we can assess the results of the epidemic control. The calculations of wave structures have been made for two European countries – Ukraine, Italy as well as the world leaders in the distribution of Covid-19 – the United States, Brazil and Russia.

Для математичного моделювання поширення епідемії Covid-19 розглядається хвильова структура, яка представляє складний потік епідемічних подій у вигляді набору простих епідемічних потоків (епідемічних хвиль). Для представлення хвильової структури нам потрібно розкласти складний потік епідемічних подій, поданий статистикою, на елементарні потоки. Математичні моделі хвильової структури епідемії представлені набором елементарних епідемічних потоків (хвиль), зміщених уздовж осі часу та різним застосуванням у значеннях параметрів. Застосування хвиль розповсюдження Covid-19 дозволяє не тільки кількісно описати основні поняття епідемії, але й побудувати надійний прогноз поширення епідемії. Важливим наслідком хвильової картини Covid-19 є можливість проведення порівняльного параметричного аналізу конкретних хвильових моделей поширення епідемії. На основі результатів аналізу ми можемо оцінити результати епідемічного контролю. Розрахунки хвильових структур зроблені для двох європейських країн - України, Італії, а також світових лідерів у розподілі Covid-19 – США, Бразилії та Росії.

Для математического моделирования распространения эпидемии Covid-19 рассматривается волновая структура, которая представляет сложный поток эпидемических событий в виде набора простых эпидемических потоков (эпидемических волн). Для представления волновой структуры нам нужно разложить сложный поток эпидемических событий, поданный статистикой, на элементарные потоки. Математические модели волновой структуры эпидемии представлены набором элементарных эпидемических потоков (волн), смещенных вдоль оси времени и различным применением в значениях параметров. Применение волн распространения Covid-19 позволяет не только количественно описать основные понятия эпидемии, но и построить надежный прогноз распространения эпидемии. Важным следствием волновой картины Covid-19 является возможность проведения сравнительного параметрического анализа конкретных волновых моделей распространения эпидемии. На основе результатов анализа мы можем оценить результаты эпидемического контроля. Расчеты волновых структур сделаны для двух европейских стран - Украины, Италии, а также мировых лидеров в распределении Covid-19 – США, Бразилии и России.