Global stability of general cholera models with nonlinear incidence and removal rates
Global stability of general cholera models with nonlinear incidence and removal rates
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具有非线性发病率和清除率的一般霍乱模型的全局稳定性
DOI：
10.1016/j.jfranklin.2015.03.030
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发表时间：
2015-06
影响因子：
4.1
通讯作者：
Cao, Jinde
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Yi;Cao, Jinde
在现实世界中，霍乱可能通过直接人际传播和间接水人传播两种机制，但之前的大多数研究都假设多阶段模型的线性进展率或感染个体的线性死亡率，这限制了对霍乱传播动力学的充分了解。在本文中，我们制定了一个通用的分室多阶段霍乱模型，该模型结合了非线性宿主招募、非线性发生率、非线性去除和非线性进展率。在生物学动机的假设下，详细推导了基本再生数R 0 ，并呈现出尖锐的阈值特性。特别是，如果 R 0 < 1，则无病平衡是全局渐近稳定的，并且霍乱从宿主和水的所有阶段中消失，与初始负荷无关；而如果R 0 > 1，则通过利用Lyapunov函数和图论结果，地方性平衡是全局渐近稳定的，这也保证了其唯一性。结果对于设计控制策略具有生物学意义，并且还讨论了模型的可能扩展。
In the real world, cholera may be transmitted through both direct human-to-human and indirect water-to-human mechanisms, but most of the previous studies assume linear progression rates for multistage models or linear death rate of infected individuals, which limits well understanding of the transmission dynamics of cholera. In this paper, we formulate a general compartmental multistage cholera model that incorporates nonlinear host recruitment, nonlinear incidence, nonlinear removal and nonlinear progression rates. Under biologically motivated assumptions, the basic reproduction number R 0 is derived in detail, and presents a sharp threshold property. In particular, if R 0< 1, the disease-free equilibrium is globally asymptotically stable, and cholera dies out from all stages of host and water independent of initial burden; whereas if R 0> 1, by employing Lyapunov functions and graph-theoretic results the endemic equilibrium is globally asymptotically stable, which also guarantees its uniqueness. The results are of biological significance for devising control strategies and possible extensions of the model are also discussed.
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影响因子：
15.8
作者：
Hartley DM;Morris JG Jr;Smith DL
通讯作者：
Smith DL
DOI：
--
发表时间：
1979-09
期刊：
Revue d'epidemiologie et de sante publique
影响因子：
--
作者：
V. Capasso;S. Paveri‐Fontana
通讯作者：
V. Capasso;S. Paveri‐Fontana
DOI：
10.2105/ccdm.2745
发表时间：
2002
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
J. Chin
通讯作者：
J. Chin
DOI：
10.2307/2405002
发表时间：
1995-01
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Hal L. Smith;P. Waltman
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Hal L. Smith;P. Waltman
影响因子：
2.6
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Feng, Zhilan
通讯作者：
Feng, Zhilan