Application of Mathematical Epidemiology to crop vector-borne diseases. The cassava mosaic virus disease case
在本章中，应用数学流行病学的农作物病媒传染病，调查作物，媒介和病毒之间的相互作用。主要的说明性例子是木薯马赛克病（CMD）。CMD病毒有两种感染途径：通过病媒和通过受感染的作物。在现场，控制CMD传播的主要工具是Rogue。所提出的生物模型是足够通用的，并且相同的方法可以适用于其他作物或作物病媒传播的疾病。在介绍了作物病害的简史和木薯和CMD的有用信息后，我们开发和研究了一个分区的时间模型，考虑到作物生长和矢量动力学。对该模型进行了简要的定性分析，即，解的存在性和唯一性，无病平衡点的存在性和地方病平衡点的存在性。我们还提供了当地（全球）渐近稳定的条件，并表明，可能会发生的Hopf分岔，例如，当患病植物被删除。数值模拟来说明所有可能的行为。最后，我们讨论了作物保护方面的理论和数值输出。
2019-12-11 math.DS q-bio.PE
A Coupled Two-Tier Mathematical Transmission Model to Explore Virulence Evolution in Vector-Borne Diseases
该研究构建耦合两层数学传播模型，纳入恢复时间、死亡率及寄生虫生长的传播递减效应，解释媒介传播疾病高毒力病原体的演化条件与暴发风险。
2024-12-06 q-bio.PE
Conceptual and mathematical modeling of insect-borne plant diseases: theory and application to flavescence doree in grapevine
昆虫传播的植物疾病通常在野生植物和农作物中复发，并且在产品产量和货币回报方面造成严重损失。因此，昆虫传播的植物疾病的数学模型是一个必不可少的工具，以帮助预测流行病的进展，并在控制策略时，在现场实施的决策援助。在保留所提出的模型对昆虫介导的植物流行病的普遍适用性的同时，我们专门研究了葡萄植物葡萄中由叶蝉Scaphoideus titanus专门传播的Flavescence dorée植原体（FD）的流行病。流行病学模型较好地解释了S. titanus、S. titanus和V. vinifera，葡萄园设置和农艺措施。对该模型进行了全面的生物S。多年来在意大利皮埃蒙特的各个研究中心收集的泰坦巨龙生活周期〈动〉<动>和FD流行数据。这里介绍的工作代表了一套独特的控制方程测试现有的独立数据，并为进一步建模的进步和可能的应用，以调查真实情况下的流行病控制策略和场景的有效性奠定了基础。
2014-08-28 q-bio.PE
Assessing the interplay between human mobility and mosquito borne diseases in urban environments
城市化使传染病流行病学面临许多威胁和新的挑战。在这项研究中，我们研究了新加坡城市国家复杂的城市环境中人员流动和登革热疫情之间的相互作用。我们将程式化和手机数据驱动的移动模式集成在一个基于代理的传播模型中，在该模型中，人类和蚊子被表示为经历登革热流行状态的代理。我们通过将我们的结果与2013年和2014年疫情期间报告的观察到的病例进行比较，用数值模拟监测系统层面对疫情的反应。我们的研究结果表明，即使在与城市内部距离相对应的短尺度上，人类流动性也是登革热等病媒传播疾病传播的主要因素。最后，我们讨论了移动电话数据的优点和局限性，以及评估有价值的移动模式的潜在替代方案，以模拟城市中的病媒传播疾病爆发。
2019-10-08 physics.soc-ph q-bio.PE
Impact of human-human contagions in the spread of vector-borne diseases
本文的目的是提出一个推广的Ross-Macdonald模型的传播媒介传播的疾病，其中也考虑人与人之间的传染。我们首先提出了这个广义模型，制定了平均场论，检查其有效性比较数值模拟。为了使我们的模型的前提更现实，我们适应的情况下，人类接触的复杂网络描述的平均场方程。在这种情况下，我们也能够推导出流行阈值的解析表达式。在平均场和基于网络的模型中，我们估计了对应于无病和流行病状态之间的边界的流行病阈值的值。这一阈值的表达使我们能够讨论人与人之间的传染对病媒传染疾病传播的影响。
2018-05-09 physics.soc-ph q-bio.PE
Non-systemic transmission of tick-borne diseases: a network approach
蜱传疾病可以通过非系统性（NS）传播。当蜱虫通过与同一宿主上的受感染蜱虫共食而感染时，会发生这种情况，导致病原体在载体之间直接传播，而不会感染宿主。这种传播是特殊的，因为它不需要宿主的任何系统感染。NS传播是蜱传脑炎病毒在自然界持续存在的主要有效传播途径。通过描述宿主上的异质蜱聚集通过\hyphenation{dynamical}二分图表示，我们能够在数学上定义NS传输，并描绘病原体持久性的流行病学条件。尽管底层网络在很大程度上是碎片化的，但分析和计算结果表明，聚集的可变性越大，病原体就越容易在种群中持续存在。
2016-03-11 q-bio.PE
Approximation Methods for Analyzing Multiscale Stochastic Vector-borne Epidemic Models
随机流行病模型通常比确定性模型更现实，但由于它需要全面捕捉疾病动态的细节水平，因此经常被认为过于复杂，无法进行严格的数学分析。当疾病的复杂性增加时，如媒介传播疾病（VBD）的情况下，这个问题进一步变得严重。VBDs是由中间物种（主要是节肢动物）在人类之间传播的病原体引起的人类疾病。在这项研究中，一个随机VBD模型的开发和新的数学方法进行了描述和评估，系统地分析模型，了解其复杂的动态。VBD模型结合了VBD传播过程的一些相关特征，包括人口、生态和社会机制。分析是基于降维和模型简化，通过比例限制定理。结果表明，随机VBD的动力学依赖于一个阈值量R_0，感染的初始大小，和缩放类型的主机人口规模。该模型的确定性对应物的量R_0可以被计算出来，该量R_0被解释为许多传染病模型中提到的传染持续性的阈值条件。不同的尺度产生不同的近似模型，特别是，如果矢量具有更快的动态，矢量动态对宿主种群的影响达到平均值，这大大降低了模型的维数。
2018-06-11 math.PR q-bio.PE
Effects of migration on vector-borne diseases with forward and backward stage progression
当感染性宿主大量涌入未感染人群和有能力的病媒时，是否有可能打破宿主-病媒传播链？为了解决这个问题，一类病媒传播的疾病模型与任意数量的传染病阶段，占移民的感染性个人制定。所提出的模型考虑了向前和向后的进展，分别从感染的任何阶段捕获缓解和加重。该模型具有丰富的动态性，这取决于受感染移民涌入宿主人口的模式以及传染类别之间转移的连通性。我们提供条件，在此条件下，初始问题的答案是肯定的。
2018-10-16 math.DS q-bio.PE
Host movement, transmission hot spots, and vector-borne disease dynamics on spatial networks
我们研究了空间异质性如何与移动网络结构相结合，影响病媒传播的疾病动态。具体来说，我们考虑一个Ross-Macdonald型疾病模型上的$n$空间位置耦合主机运动上的强连接，加权，有向图。我们推导出一个封闭的形式近似的域再生数使用的Laurent级数展开，并使用这种近似计算的基本再生数模型参数的灵敏度。为了说明这些结果如何用于帮助制定缓解战略，作为一个案例研究，我们将这些结果应用于纳米比亚的疟疾动态，使用已发布的手机数据和当地疾病传播的估计。我们的分析结果是特别有用的理解驱动程序的传输时，流动性汇和传输热点不一致。
2022-04-20 q-bio.PE
Modeling and Optimal Control Applied to a Vector Borne Disease
提出了一个与登革热病相关的六个互斥区室模型。在这个模型中，有三种媒介控制工具：杀虫剂（杀幼虫剂和杀成虫剂）和机械控制。这个问题是研究使用最优控制（OC）的方法。该模型的人类数据基于佛得角登革热疫情。对一些控制措施进行了模拟，并分析了其后果。
2012-07-09 math.OC q-bio.PE
Molecular insights into Neotropical bird-tick ecological associations and the role of birds in tick-borne disease ecology
蜱是新出现的人畜共患病的重要媒介。虽然许多蜱虫物种的成虫寄生在哺乳动物身上，但未成熟的蜱虫通常在野鸟身上发现。在热带地区，在物种水平上识别未成熟蜱的困难阻碍了蜱生态学和蜱传疾病传播的研究，包括鸟类的任何潜在作用。在巴拿马，我们在3，498只鸟类中的227只身上发现了未成熟的蜱虫，代表93种宿主物种，约占整个巴拿马陆地鸟类的1/8。蜱的寄生率不随温度或降雨量而变化，但寄生率随宿主生态特征而变化：非迁徙居民，森林栖息鸟类，树皮食虫动物，陆地觅食动物和低地物种最有可能被蜱虫侵染。使用专门为这项研究从成年蜱开发的分子文库，我们确定了130个未成熟的蜱从野生鸟类，对应于11个蜱种，表明巴拿马鸟类的相当大一部分是寄生在各种蜱种。此外，我们发现证据表明未成熟蜱虫对鸟类宿主表现出分类或生态特异性。最后，我们的数据表明，巴拿马鸟类不定期寄生的蜱虫物种负责大多数已知的蜱传疾病。然而，它们是其他已知携带各种致病性未知的立克次体寄生虫的蜱种的常见宿主。由于蜱虫和鸟类生物多样性之间的广泛的相互作用，在新热带地区，未来的工作对新兴的热带蜱传疾病应明确考虑野生鸟类作为脊椎动物宿主。
2014-11-24 q-bio.PE
Integrating Household Dynamics in Stochastic Epidemic Modeling: An SDE Approach to the SIR Framework
Faculty of Business Administration and Economics, Bielefeld University（比勒费尔德大学商业管理与经济学院）
本文提出了一种基于随机微分方程的SIR模型，整合家庭动态以更准确地预测传染病传播，通过敏感性分析揭示影响因素，为公共卫生规划提供数学依据。
2026-01-16 q-bio.PE
Host diversity and adaptive vector feeding preferences shape disease burden in vector-borne diseases
Birla Institute of Technology and Science（印度理工学院）
本文通过数学模型研究宿主多样性对媒介采食偏好演变的影响，探讨疾病控制策略的有效性，发现缩短媒介首选宿主的传染期可有效控制疾病，但可能导致整体宿主感染率上升。
2026-07-02 math.DS nlin.AO q-bio.PE
Spatiotemporal Determinants of Vector-Borne Disease Outbreaks
本文通过枢纽—叶节点约化方法推导流行病脆弱性方程，揭示人类与媒介种群比例及流动性参数如何共同决定媒介传播疾病暴发的时空条件，并发现均衡流动可最小化风险，为扩展流行病学模型提供理论基础。
2025-08-27 physics.soc-ph q-bio.PE
Prevention and control of Zika fever as a mosquito-borne and sexually transmitted disease
寨卡病毒（ZIKV）的流行已成为全球重大的公共卫生突发事件。已知ZIKV通过\textit{Aedes}蚊子传播，最近的研究表明ZIKV也可以通过性接触传播，并且性传播ZIKV的病例已经在美国得到证实，法国和意大利。性传播如何影响ZIKV感染的传播和控制尚不清楚。我们提出了一个数学模型来研究蚊媒和性传播对ZIKV传播和控制的影响，并使用该模型拟合巴西、哥伦比亚和萨尔瓦多的ZIKV数据。根据参数估计值，计算出基本生殖数的中位数和置信区间R 0 =2.055（95%CI：0.523-6.300），其中性传播贡献率的分布为3.044（95%CI：0.123-45.73）。研究表明，R 0对蚊虫叮咬率和死亡率最敏感，而性传播增加了感染的风险和流行规模，并使疫情爆发更加迅速。为了预防和控制ZIKV的传播，不仅要将其视为蚊媒疾病，还要将其视为性传播疾病。
2016-04-14 q-bio.PE
Vector-borne diseases models with residence times - a Lagrangian perspective
一个多补丁和多组建模框架，描述一类疾病的动力学驱动的载体和主机之间的相互作用组结构的制定。考虑到\textit{effective}斑块-宿主的大小，用斑块-驻留时间的非线性动力学模型模拟了斑块的扩散。的停留时间基本繁殖数$\mathcal R_0$计算和显示依赖于相对环境的感染风险。该模型是鲁棒的，即无病平衡点是全局渐近稳定的（GAS），如果$\mathcal R_0\leq1$和一个唯一的内部地方病平衡点是存在的GAS每当$\mathcal R_0>1$时，主机向量相互作用的配置是不可约的。探讨了\textit{patchiness}和\textit{groupness}（宿主-载体异质结构的量度）对基本繁殖数$\mathcal R_0$的影响。数值模拟进行突出的影响，停留时间对疾病的流行。
2017-03-14 q-bio.PE
On the dynamics of a class of multi-group models for vector-borne diseases
病媒传播疾病的重新出现是一个日益令人关切的公共卫生问题，需要更好地了解其动态。对于一些疾病，如登革热和基孔肯雅热，这种死灰复燃主要发生在城市环境中，城市环境自然非常异质，特别是由于人口流动。在这种情况下，有越来越多的兴趣，在这两个多补丁和多组模型，这些疾病。在这项工作中，我们研究了一类多组模型，扩展了经典的Bailey-Dietz模型内的病媒传播疾病的动力学。这个类包括许多在文献中提出的模型，它可以容纳各种功能形式的感染力。对于这样的模型，向量-宿主/宿主-向量接触网络拓扑结构产生了一个二分图，它具有与通常在直接传播疾病中发现的不同的属性。在接触网络是强连通的假设下，我们可以定义基本再生数$\mathcal{R}_0$，并证明该系统只有两个平衡点：所谓的无病平衡点（DFE）和一个唯一的内部平衡点--通常称为地方病平衡点（EE）--存在的当且仅当$\mathcal{R}_0>1$。我们还证明了，如果$\mathcal{R}_0\leq1$，那么DFE平衡是全局渐近稳定的，而当$\mathcal{R}_0>1$，我们有EE是全局渐近稳定的。
2015-04-07 math.DS q-bio.PE
Analysis of Control Measures for Vector-borne Diseases Using a Multistage Vector Model with Multi-Host Sub-populations
本文提出一个整合多阶段媒介与多宿主子种群的流行病学模型，通过计算基本再生数并分析平衡点稳定性与参数敏感性，评估了疟疾等媒介传播疾病不同控制措施的相对有效性。
2023-06-24 q-bio.PE
Quantifying age-specific household contacts in Aotearoa New Zealand for infectious disease modelling
该研究利用新西兰 Aotearoa 人口普查和行政数据构建家庭接触矩阵与合成人口，并证明相比国际数据投影的接触矩阵，该数据在仓室模型和智能体模型中均导致老年组更低的感染率，为传染病建模提供更贴合本地的接触数据。
2024-08-25 physics.soc-ph q-bio.PE
An integrated recurrent neural network and regression model with spatial and climatic couplings for vector-borne disease dynamics
UC Irvine（加州大学尔湾分校）
我们开发了一个集成的循环神经网络和非线性回归时空模型的媒介传播疾病的演变。我们将气候数据和季节性作为与疾病传播昆虫（例如苍蝇）相关的外部因素，以及来自感兴趣区域周围邻近地区的溢出感染。气候数据通过推荐系统激励的二次嵌入方案编码到模型中。相邻区域的影响由一个长短期记忆神经网络来模拟。综合模型通过随机梯度下降进行训练，并在斯里兰卡2013-2018年发生感染暴发的利什曼病数据上进行测试。我们的模型在许多高感染地区的表现优于ARIMA模型，相关的消融研究支持我们的建模假设和想法。
2022-01-23 cs.LG cs.NA math.NA
Vector-borne diseases with non-stationary vector populations: the case of growing and decaying populations
自上个世纪以来，确定性房室模型已成为预测和控制流行病爆发的有力工具，在许多情况下有助于减轻其影响。这些模型的一个关键量是所谓的基本繁殖数，它衡量的是完全易感人群中初始感染个体产生的继发感染数量。已经开发了一些方法来允许直接计算这个量，只要满足一些条件，使得模型具有大流行前的无疾病平衡状态。这个条件只有在种群是稳定的时候才能满足。就病媒传播的疾病而言，这意味着病媒的出生率和死亡率需要保持平衡，而在病媒种群增长或减少的许多现实情况下，这一点并没有实现。在这里，我们开发了一个媒介传播的传染病模型与增长和衰减的媒介人口和研究的条件下，标准的方法来计算$R_0$的工作和讨论的替代品时，他们失败了。我们还表明，不断增长的矢量人口产生的延迟相比，固定矢量人口的情况下的流行动态。最后，讨论了该模型可约化为具有更少隔室和参数的SIR模型的条件，这有助于解决许多病媒传染病模型的参数不可辨识性问题.
2022-02-11 physics.bio-ph q-bio.PE
Generalised Linear Models for Dependent Binary Outcomes with Applications to Household Stratified Pandemic Influenza Data
许多传统的统计模型假设，当以解释变量为条件时，感兴趣的结果变量是相互独立的。在传染病的情况下，特别是在家庭等密切接触的环境中，这一假设严重违反，因为每个人的感染概率受到其他家庭成员是否感染的强烈影响。另一方面，随着类型数量的增加，家庭流行病的一般多类型传播模型很快变得无法从数据中识别。这导致无法从对传染病的家庭研究中得出一致的结论，例如在流感大流行的情况下。在这里，我们提出了一个广义的线性模型框架，用于子单元中的二进制结果，可以（i）捕获传播过程中产生的非独立性的影响，以及（ii）调整研究人群特征差异的疾病风险和严重程度的估计。该模型允许计算快速估计，不确定性量化，协变量选择和模型选择。在应用到真正的大流行性流感家庭数据，我们表明，它是正式赞成现有的建模方法。
2019-11-27 q-bio.PE
Large-scale Epidemiological modeling: Scanning for Mosquito-Borne Diseases Spatio-temporal Patterns in Brazil
本研究开发了Episcanner计算管线，利用巴西14年间5570个市镇的数据估算登革热和基孔肯雅热的SIR传播参数，揭示了气候因素对疾病时空模式的影响，为公共卫生干预提供了新视角。
2024-07-31 q-bio.PE stat.AP
A computational framework for modelling infectious disease policy based on age and household structure with applications to the COVID-19 pandemic
在COVID-19大流行期间，非药物干预措施（NPI）的广泛使用（在许多国家前所未有）凸显了对数学模型的需求，该模型可以估计这些措施的影响，同时考虑COVID-19高度异质的风险状况。在传染病建模中，通常使用的模型是针对年龄结构或家庭结构的模型，这些模型需要明确地对许多NPI进行建模，但由于模型的高维性，将两种结构水平结合起来的模型存在大量的计算和数学挑战。在这里，我们提出了一个模型框架，包括明确的年龄结构和家庭结构的流行病的传播。我们的模型是用易处理的常微分方程系统来表示的，我们提供了一个开源的Python实现。这种易处理性导致模型校准，可能的参数值的详尽评估，结果的可解释性显着的好处。我们通过四个政策案例研究展示了我们模型的灵活性，在这些案例中，我们量化了英国在当前COVID-19大流行期间考虑或实施的以下措施的可能效益：通过NPI控制家庭内和家庭间的混合;在封锁期间形成支持泡沫;家庭外隔离（OOHI）;以及在假期期间暂时放松NPI。我们的常微分方程公式和相关的分析表明，风险分层和社会结构的多个维度可以被纳入传染病模型，而不会牺牲数学的易处理性。这一模型及其软件实施扩大了传染病政策分析人员可用的工具范围。
2022-09-01 q-bio.PE stat.OT
A Human-Vector Susceptible-Infected-Susceptible Model for Analyzing and Controlling the Spread of Vector-Borne Diseases
本文提出一个扩展的人-媒介易感-感染-易感模型，利用单调系统理论分析媒介传播疾病的全局动力学，并评估媒介控制与保护措施激励两种控制策略，确定最优控制政策。
2025-10-17 cs.SY eess.SY math.OC
Nonlinear Feedbacks Between Host Behavior and Vector Adaptation in a Multi-Host Vector-Borne Disease Model
Birla Institute of Technology and Science（比拉技术科学学院）
研究通过建立非线性多宿主模型，分析基于收益的决策行为与疾病传播的耦合，发现媒介偏好随蚊帐覆盖率变化可导致临界转变和宿主间感染率反直觉变化。
2026-07-01 math.DS q-bio.PE
Modelling the dynamics of online food delivery services on the spread of food-borne diseases
本文提出基于 Caputo 算子的确定性模型，分析在线食品配送服务对食源性疾病传播的影响，通过不动点定理证明解的存在唯一性，并利用迭代分数阶 Predictor-Corrector 格式模拟，证明各仓室收敛稳定，强调政府需实施食品安全干预措施。
2024-05-29 math.DS q-bio.PE
SIR-Model for Households
本研究针对家庭在疾病传播中的放大作用，区分家庭内与家庭间再生数，将家庭感染视为分裂过程，推导出家庭仓室ODE模型，可解析计算关键传播指标，且与智能体模型结果吻合，验证了大家庭的传播催化效应。
2025-01-21 q-bio.PE
On the effectiveness of odor-baited traps on mosquito-borne infections
该研究构建纳入气味诱捕器的蚊媒疾病模型，分析宿主气味异质性与诱捕器吸引力、致死率对 $R_0$、地方病均衡及后向分叉的影响，证明诱捕器可降低流行与暴发风险，但气味衰减可能引发反弹。
2025-09-27 math.DS q-bio.PE
Vector-borne epidemics driven by human mobility
病媒传染的流行病是不同因素结合的结果，如人与病媒之间的交叉传染、其人口分布和人类流动等。目前关于前一种成分的信息的可用性要求将其纳入目前的病媒传播疾病传播的数学模型。在这里，依靠集合种群动力学，我们提出了一个框架，其结果是在公平的协议与那些从机械模拟。这个框架使我们能够获得一个表达式的流行病阈值捕获高精度的条件导致流行病的发作。在这些见解的驱动下，我们获得了一个流行指标，根据受病媒传播疾病影响的风险对补丁进行排名。我们通过复制2015年至2016年圣地亚哥-德卡利市（哥伦比亚）报告的登革热病例的空间分布来说明这一流行病风险指标的实用性。
2019-10-11 physics.soc-ph q-bio.PE
Renewal equations for vector-borne diseases
本文针对媒介传播疾病提出从第一性原理推导的一般更新方程框架，以登革热为例建模多阶段人-媒介传播循环，为估计时变再生数 R(t) 和增长率 r(t) 提供理论基础。
2024-09-27 q-bio.PE
A model for mosquito-borne epidemic outbreaks with information-dependent protective behaviour
University of Trento（特伦托大学）
本文研究了考虑人类根据过去和当前疾病流行情况调整防护行为的蚊媒流行病模型，通过几何奇异摄动理论将两组模型简化为同质宿主群体模型，分析信息诱导行为变化对流行病瞬态动力学的影响。
2026-05-07 math.DS q-bio.PE
Modeling spatial waves of Wolbachia invasion for controlling mosquito-borne diseases
University of Texas at San Antonio（圣安东尼奥德克萨斯大学）；Tulane University（杜兰大学）
本研究构建反应扩散型偏微分方程模型，刻画Wolbachia蚊媒感染入侵的“临界气泡”阈值与行波特性，量化参数影响，为蚊媒疾病防控的感染蚊释放策略设计提供依据。
2021-08-24 q-bio.PE
Modeling the transmission of Wolbachia in mosquitoes for controlling mosquito-borne diseases
我们开发并分析了一个常微分方程模型，以评估用沃尔巴克氏体细菌感染蚊子以控制正在进行的蚊媒流行病（如登革热、基孔肯雅病和寨卡病毒）的潜在有效性。沃尔巴克氏体是一种天然的寄生微生物，可以阻止蚊子体内有害病毒的增殖，减少疾病的传播。在野生蚊子种群中维持母体传播的沃尔巴克氏体的感染是困难的，因为沃尔巴克氏体感染的蚊子的适应性降低和细胞质不相容性限制了母体传播。只有当受感染蚊子的比例超过最低阈值时，感染才会持续。我们的两性蚊子模型通过考虑异性传播、雌性蚊子的多个怀孕状态和水生生命阶段来捕捉复杂的传播周期。我们确定了重要的无量纲数和分析的临界阈值条件获得持续的沃尔巴克氏体感染的自然人群。这种阈值效应的特征在于微分方程系统的三个共存平衡点的后向分支：稳定的无病平衡点，不稳定的中间感染地方病平衡点和稳定的高感染地方病平衡点。我们对流行病学和环境参数进行敏感性分析，以确定它们对沃尔巴克氏体传播和流行的相对重要性。我们还比较了不同的综合缓解策略的有效性，并观察到建立沃尔巴克氏体感染的最有效的方法是首先减少自然蚊子，然后释放受感染的男性和怀孕的女性。自然种群的最初减少可以通过残留喷洒或诱蚊产卵器来实现。
2017-08-09 math.DS q-bio.PE
Analysis of a mosquito-borne epidemic model with vector stages and saturating forces of infection
我们研究了一个蚊媒传染病模型，其中媒介种群在水生阶段和成年阶段是不同的，当传染病（人和蚊子）的数量变得足够大时，疾病传播的饱和效应被假定为ocurr。采用中心流形分析和敏感性分析等技术，揭示了模式动力学的相关特征。我们确定存在的稳定性不稳定的阈值和个人的作用，在这样的阈值模型参数。
2014-02-07 q-bio.PE
Multiscale Analysis for a Vector-Borne Epidemic Model
传统的疾病动力学研究集中在全球稳定性问题，由于其流行病学的重要性。我们研究了一个经典的SIR-SI模型虫媒病毒在两个不同的方向：我们首先描述了一个替代证明以前已知的全局稳定性结果，仅使用李雅普诺夫方法。在续集中，我们采取不同的观点，我们认为，载体和主机可以有非常独特的内在时间尺度，这种独特性延伸到疾病的动力学。在这些假设下，我们表明，两个渐近制度自然出现：快速主机动态和快速矢量动态。前政权收益率，在领先的顺序，SIR模型的主机，但具有合理的发病率。在这种情况下，向量从模型中消失，动态类似于直接传染病。后者产生一个SI模型的载体，主机从模型中消失。数值结果表明了近似的性能，并通过严格的证明验证了简化模型的有效性。
2013-02-27 math.CA q-bio.PE
Vector-borne disease risk indexes in spatially structured populations
在对城市病媒传播疾病实施预防和控制战略时，存在经济和物质上的限制。因此，人们越来越关注和关注卫生机构可以遵循的有效战略和法规，以减少登革热，寨卡和基孔肯雅等病毒的迫在眉睫的影响。这包括熏蒸，消毒，减少孵化场，捡垃圾，宣传活动。在设计控制策略时出现的一个基本问题是这些策略应该关注哪些以及在哪里。换句话说，人们想知道是预防传染病还是减少病媒种群，以及在城市的哪个地区更有效。在这项工作中，我们基于补丁之间二次病例的想法提出了风险指数。因此，它们考虑到了人类的流动性，并指出哪一片更有可能成为疾病传播的走廊，哪一片更脆弱。它们还可以指示孵化场控制将减少更多潜在病例数量的社区。为了说明这些指标的有用性，我们在一个数学模型中运行了一组数值模拟，该模型考虑了城市流动性和城市各地区之间的人口密度差异。如果i是一个特定的邻域，则传输风险指数TR_i测量由该邻域中的主机引起的潜在二次病例。病媒传播风险指数VTR_i衡量由病媒引起的潜在继发病例。最后，脆弱性风险指数VR_i测量邻近区域中的潜在二次病例。传播指数可用于在实施预防和控制措施时给予某些社区地理优先权。另一方面，脆弱性指数可用于开展监测运动或公共卫生投资。
2017-10-11 math.DS q-bio.PE
The time to extinction for an SIS-household-epidemic model
我们分析了一个随机SIS流行病之间的有限人口划分成家庭。由于人口是有限的，流行病最终会灭绝，即，在人群中没有更多的传染源。我们研究了种群规模和家庭内传播对灭绝时间的影响。这是通过两个近似完成的。第一近似是适合于所有级别的家庭内传播，是基于一个Ornstein-Uhlenbeck过程近似的疾病波动的地方病水平依赖于一个大的人口。第二种近似方法适用于高水平的家庭内传播，并通过一个简单的均匀混合SIS模型来近似传染家庭的数量，其中家庭由个人代替。模拟研究支持的分析表明，灭绝的平均时间是最小的家庭内传播的中等水平。
2009-08-04 q-bio.PE
Estimating the household secondary attack rate with the Incomplete Chain Binomial model
针对链二项式模型估计续发率需等待暴发结束、随访时间长的问题，提出不完全链二项式分布模型，推导其理论性质并开发最大似然估计方法，经真实数据集验证可用于暴发未结束时的家庭续发率估计。
2024-03-06 physics.soc-ph q-bio.PE stat.ME
Analysis of a household-scale model for the invasion of Wolbachia into a resident mosquito population
本文构建连续时间Markov家庭尺度随机模型，分析Wolbachia在埃及伊蚊小种群中的入侵阈值、成功概率与回复风险，发现确定性最小释放量在随机模型中仅约20%成功，需显著增加释放量才能达到90%成功率。
2025-02-18 math.PR q-bio.PE
Competent hosts and endemicity of multi-host diseases
在本文中，我们提出了一种方法来研究一般的媒介-宿主数学模型，以解释生物多样性的变化如何影响媒介传播疾病的动态。我们发现，在频率依赖性传播的假设下，即假设接触者的数量被宿主的总人口稀释，有能力的宿主的存在是地方病状态存在的必要条件。此外，我们得到，在地方病的情况下，一个独特的主管和弹性主机，其密度的增加放大了疾病。
2018-11-27 q-bio.PE
Human behaviors: a threat for mosquito control?
社区参与和家庭的预防行为被认为是病媒控制战略的核心。在这项工作中，我们考虑一个简单的理论模型，使我们能够考虑到人类的行为，可能会干扰矢量控制。该模型反映了感知成本和观察到的功效之间的权衡。我们的理论研究结果强调，家庭可能会减少他们的保护行为，以应对机械消除技术试点的公共代理人，导致在周围环境中的蚊子总数的增加，并产生一个障碍，病媒传播疾病的控制。我们的研究足够通用，可以应用于不同的虫媒病毒疾病。它还表明，矢量控制模型和策略必须考虑到人类的行为。
2015-10-23 math.DS q-bio.PE
Pattern of tick aggregation on mice: larger than expected distribution tail enhances the spread of tick-borne pathogens
蜱传病原体的传播对欧亚大陆许多地区的人类和动物健康构成了重大威胁。在这里，我们分析了一个9年的时间序列的蓖麻硬蜱喂养黄颈姬鼠（蜱传脑炎，TBE的主要宿主）在特伦蒂诺（意大利北部）采样。每个宿主蜱虫数量分布的尾部由三种理论分布拟合：负二项分布（NB）、泊松对数正态分布（PoiLN）和幂律分布（PL）。与理论分布的拟合表明，PL分布更好地描述了小鼠蜱虫侵染模式的尾部。此外，我们发现，分布的尾部显着变化与宿主丰度的季节变化。为了研究蜱分布的不同尾部对非全身传播病原体入侵的影响，我们使用随机模型模拟了TBE样病毒在易感和感染性蜱之间的传播。模型模拟表明，不同的蜱类在宿主中的分布规律对疾病传播的影响不同。具体来说，我们发现，流行病的阈值和流行病的平衡，在流行病学模拟PL分布是一个很好的近似模拟饲料中观察到的经验分布。此外，我们还发现，当考虑蜱聚集的季节性变化时，疾病入侵的流行阈值较低。
2014-11-13 physics.bio-ph physics.data-an q-bio.PE
The role of disease cycles in the endemicity of infectious diseases
具有宿主循环的病媒传播疾病很难理解，因为新的感染来自病媒与人类和不同宿主的接触。在这种情况下，不包括水库的系统的基本再生数$\mathcal{R}^h_0$可能小于1，但地方病平衡被观察到。事实上，当水库重新考虑，基本再生数$\mathcal{R}_0^r$，只有载体和水库，解释了地方病的状态。此外，水库循环与一个小的基本再生数可能有助于达到地方病状态的人类循环。因此，在控制疾病传播时，仅仅关注特定的水库循环或仅关注病媒是不够的。在这项工作中，我们创建了一个简单的流行病学模型与网络的水库，其中$\mathcal{R}_0^r$是一个分叉参数的系统，解释疾病的地方性在没有一个强大的水库循环。这个简单的模型可能有助于解释南美锥虫病、利什曼病和登革热等疾病的传播动力学。
2017-02-08 q-bio.PE
Compartmental Spatial Multi-Patch Deterministic and Stochastic Models for Dengue
登革热是一种媒介传播的病毒性疾病，由于人类流动性的改善，过去几年急剧增加。宿主个体在斑块之间和斑块内的运动通过驻留时间矩阵被捕获。一个系统的常微分方程（ODEs）建模疾病的空间传播之间的多个补丁被用来创建一个系统的随机微分方程（SDES）。通过常微分方程得到的确定性解决方案的系统的SDES的数值解进行了比较。
2018-10-02 q-bio.PE
Ross-Macdonald Models: Which one should we use?
Ross-Macdonald模型是大多数媒介传播疾病模型的基础。即使对于同一种疾病，不同的作者使用不同的模型公式，但假设不同的假设的动态后果的研究是缺失的。在这项工作中，我们提出了不同的配方的基本Ross-Macdonald模型与仔细讨论每个模型背后的假设。提出的最一般的模型是基于代理的模型，其中任意分布的潜伏期和传染期，主机和载体，被认为是。在种群水平上，我们还建立了一个确定性的Volterra积分方程模型，其中也包括任意分布的等待时间。我们使用统计数据（如流行病峰值或流行病最终规模）来表征流行病曲线，比较使用不同传染期和潜伏期分布的模型解。计算每个配方的基本再生数（$R_0$），并与基于代理的模型获得的经验估计值进行比较。突出和讨论的潜伏期和传染期考虑现实的分布的重要性。我们还表明，季节性是媒介传播疾病动态塑造流行曲线及其持续时间的关键驱动因素。
2020-02-26 math.DS q-bio.PE
Spatio-temporal characteristics of dengue outbreaks
登革热和其他病媒传播疾病在过去几十年重新出现后，对数百万人的生命构成潜在威胁。基于2011年至2016年收集的巴西福塔莱萨市登革热病例数据集，我们研究了登革热疫情的时空特征，以表征流行和非流行年份。首先，我们确定了在不同年份中登革热病例和蚊子幼虫的高流行地区，并分析了它们相应的相关性。我们的研究结果表明，流行病的特征相关长度与系统大小相当，这表明公民流动性等因素可能在推动病媒传播疾病的空间传播方面发挥重要作用。受此观察的启发，我们进行了平均场估计的基本再生数，发现我们的估计值与其他地区的报告值吻合得很好，指向类似的潜在传播机制。这些发现提供了深入了解登革热在人口稠密地区的传播特征，并应与改进的疾病控制策略的设计相关。
2020-06-04 physics.soc-ph q-bio.PE
Predicting Novel Tick Vectors of Zoonotic Disease
随着莱姆病等蜱传疾病的死灰复燃和Powassan病毒等新病原体的出现，了解媒介与非媒介物种的区别，并预测未发现的蜱媒是减轻人类疾病风险的重要一步。我们应用广义提升回归来询问超过240种硬蜱的90多个特征。我们的模型预测的载体状态的准确性约为97%，并涉及14个蜱物种，其内在性状特征赋予高概率（约80%），他们能够从动物宿主传播感染给人类。人畜共患蜱虫媒介的显著特征包括几种解剖结构，这些结构有助于有效地从各种宿主物种中寻找宿主和吸血。增强回归分析既产生了可操作的预测，以指导正在进行的监测，以及可检验的假设的生物基础的媒介能力跨蜱种。
2016-06-20 q-bio.PE stat.AP
A mathematical model of \textit{Culex} population abundance and the impact of vector control interventions in a patchy environment
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of Maryland（马里兰大学）；North Shore Mosquito Abatement District（北岸蚊子防治区）
本文提出了一种数学模型，用于研究Cx.蚊虫在斑块环境中的种群动态及向量控制干预的效果，探讨了空间异质性和控制时机对蚊虫数量的影响。
2025-12-09 physics.bio-ph q-bio.PE
Stochastic Models and Estimation of Undetected Infections in the Transmission of Zika Virus
The Technical University of Kenya（肯尼亚科技大学）；Brandenburg University of Technology Cottbus-Senftenberg（勃兰登堡工业大学科特布斯-森夫滕贝格分校）
本研究提出增强的 SEIR 模型，区分已检出与未检出的寨卡感染，并利用 Kalman filter 估计隐藏状态，结合数值模拟与真实数据验证，揭示未检出感染对疾病传播的影响，为公共卫生决策提供依据。
2025-11-01 math.PR q-bio.PE
Analyzing the qualitative properties of white noise on a family of infectious disease models in a highly random environment
研究了一类随机病媒传染病模型。类别类型由疾病的一般非线性发病率确定。该疾病在一个高度随机的环境中传播，疾病传播和自然死亡率存在差异。变异性的其他来源包括病媒和人体内疾病潜伏期的随机延迟，以及由于针对疾病的有效获得性免疫期而导致的随机延迟。计算了基本再生数和其他疾病根除的阈值条件。疾病动力学的定性行为下，在系统中的变异性的不同来源进行检查。提出了一种对系统中不同强度噪声进行分类的方法，并利用该方法研究了系统中不同强度白噪声下无感染稳态种群的疾病动力学定性行为.此外，种群灭绝的可能性，每当在系统中的白噪声的强度是高的检查。数值模拟结果阐明了理论结果。
2018-08-29 q-bio.PE stat.AP
Relating Eulerian and Lagrangian spatial models for vector-host diseases dynamics through a fundamental matrix
我们探讨了离散空间中媒介传播疾病运动建模的欧拉和拉格朗日方法之间的关系。在欧拉方法中，我们通过由图拉普拉斯矩阵$L$捕获的运动速率来明确地说明主机的运动。在拉格朗日方法中，我们只占的比例，个人花在外国补丁通过混合矩阵$P$的时间。通过矩阵$L$和$P$建立了宿主的欧拉模型和拉格朗日模型之间的关系。如果对于给定的矩阵$P$，可以选择矩阵$L$使得矩阵$P$和矩阵$L$的停留时间匹配，则我们说两个建模框架是一致的。我们找到了一个充分条件的一致性，并检查疾病的数量，如最终的爆发规模和基本的繁殖数量在一致和不一致的情况下。在特殊的情况下，两个补丁模型，我们观察到如何相似的值的基本再生数和最终的爆发规模可以发生，即使在不一致的情况下。然而，在某些情况下，两种方法的最终大小可能会因我们提出的关系而显着不同。
2022-01-21 q-bio.PE
Once bitten, twice shy: A modeling framework for incorporating heterogeneous mosquito biting into transmission models
提出将异质蚊子叮咬行为纳入传播模型的建模框架，提供基本后代数和基本再生数公式，揭示叮咬假设对GCD与传播风险关系的影响，强调蚊子行为动态对疾病传播评估的重要性。
2025-10-13 math.DS q-bio.PE
Equilibrium and sensitivity analysis of a spatio-temporal host-vector epidemic model
虫媒疾病是由昆虫携带的疾病，影响人类、动物或植物。它们有可能产生大规模爆发，如2015-2016年主要分布在美洲、太平洋和东南亚的寨卡疫情，以及2010年代欧洲由细菌{ \it Xylella fastidiosa}引起的多灶性爆发。在这篇文章中，我们提出并分析了一个空间明确的房室模型的行为，适应于固定的主机和移动载体传播疾病的病理系统。该模型的行为的基础上的偏微分方程组的补充特征在于通过其平衡态的理论研究和其过渡阶段的数值研究，使用全局灵敏度分析。结果进行了讨论的影响有关的监测和控制的疾病在一个中长期的时间范围。
2020-02-18 math.AP math.DS q-bio.PE
