Синхронизация процессов распространения инфекций во взаимодействующих популяциях: Моделирование решетками клеточных автоматов

Цель. Исследование процессов синхронизации колебаний в ансамблях вероятностных клеточных автоматов, моделирующих распространение инфекций в биологических популяциях. Методы. Численное моделирования квадратной решетки клеточных автоматов по методу Монте-Карло, анализ синхронизации колебаний по временным реализациям и при помощи функции когерентности. Результаты. Обнаружен эффект синхронизации нерегулярных колебаний, аналогичный явлению синхронизации хаоса в динамических системах. Показано, что связанные решетки клеточных автоматов демонстрируют эффекты захвата фаз, подстройки базовых частот в спектрах колебаний, а также, при сильной связи – режим, близкий к режиму полной синхронизации. Обсуждение. Наиболее интересным результатом работы представляется обнаруженное сходство явления синхронизации хаоса, хорошо известное для детерминированных систем, с синхронизацией нерегулярных колебаний во взаимодействующих стохастических ансамблях, поведение которых определяется исключительно вероятностными законами. При этом, используемый при моделировании алгоритм взаимодействия является сильно идеализированным; в частности, в нем не учитывается, что скорость распространения процессов диффузии конечна. Учет этого, по-видимому, приведет к более сложным видам синхронизации, чем было отмечено в работе