Когда еще учился на "типа эколога" подобные задачи всегда у нас решались по одной модели: хищник - жертва - кормовая база. Конкретную литературу сейчас не скажу, чтал в ленинке и за почти 15 лет все забыл. Посмотрите на мат. моделирование экосистем. Литературы полно и отечественной (еще советской). Навскидку:
Больной человек - хищник
Здоровый - жертва
В результате "поедания" жертвы "рождается" хищник.
У хищника относительно короткий срок жизни (ну и выздоровление и смерть) это "смерть".
Вероятность встречи хищника и жертвы зависит от их численного соотношения. Вероятность заболеть (то есть вероятность того, что хищник съест жертву) видимо можно принять постоянной (если не учитывать мутации, погодные условия и т.п.,) если Вы берете время больше чем сезон эпидемии (то есть наверно несколько лет как у гриппа) нужно учитывать приобретенный иммунитет.
Все вышеописанные три (или четыре вместе с вероятностью заболеть) параметра являются функцией друг друга и времени. То есть у Вас должна получиться систеаса: три-четыре обыкновенных дифференциальных уравнения по времени, решение которых (встроенной в любой мат пакет) "рунге-куттой" и даст требуемую картину сосуществования разных биологических видов в динамике. Советую не суйтесь пока в эпидемиологию, просто набросайте мат. костяк задачи исходя из здравого смысла. А потом можно добалять и добавлять факторы, благо симулинк есть, simpy и т.д.
Средний
Простой
Сложный