获奖时间：

2022年

获奖类别、等级：

山西省科学技术奖二等奖

主要完成人：

李莉 王震 刘晨 张娟 常利利 李明涛

成果简介：

本项目是基于动力学建模和数据分析研究传染病的传播规律，属于面向国家重大需求的应用数学研究。由于现代交通的发达和气候变化异常等因素，重大或突发传染病不断涌现，呈现多峰暴发和爆炸式传播等新的特征。而传染病传播规律刻画和精准防控已成为当前的热点科学问题，是关乎人类健康和可持续发展的重大社会问题。为此，我们围绕传染病传播非线性动力特征的刻画和机制这些问题，开展了系列的研究工作，突破了传统的研究思路，把传染病传播研究提高到一个新的水平。主要成果如下：  

1. 基于机制和数据耦合驱动，刻画了群体传染病在时间上的演化特征，阐明了传染病单峰暴发、多峰暴发和周期循环的成因，发现个体行为异质性是导致经典传染病理论失效的关键因素，完整得到了两阶段接触过程的传染病传播全局动力学行为。  

2. 突破了空间传染病动力学建模框架，构建了具有网络参数的传播动力学模型，厘清了网络特征与传染病空间斑图的定量关系，揭示了传染病“热点”和“冷点”分布以及多地散发和爆炸式传播的形成机制。  

3. 基于分支分析和控制理论，从个体状态和结构的双演化角度链接了传染病斑图结构与传染病暴发两者的关系，解决了传染病斑图稳健性和脆弱性的表征问题，提出了传染病暴发和消亡的早期信号。  

4. 建立了口蹄疫、肾综合征出血热和 H7N9 禽流感等几类重大或突发传染病的传播动力学模型，获得了其主要风险因素和传播规律，实现了传染病防控的定量化，为免疫退出机制的评估提供了新的视角。  

本项目在 Physics Reports 等期刊发表学术论文 47 篇，Google Scholar 总引用 2909 次，入选ESI 高被引论文 8 篇，5 篇代表性论文 SCI 他引 672 次(Google 引用 836 次)，成果被美国科学院院士 Stanley、欧洲科学院院士 Kurths、APS Fellow Arenas 和 Havlin、国家杰青段金桥和

牛津大学 Gobat 等高度评价 “basic examples”、“fundamental”和“successfully”等。培养国家青年** 1 人和全球高被引学者 1 人