Simplicial SIRS epidemic models with nonlinear incidence rates

双稳态 复杂网络 非线性系统 简单复形 拓扑数据分析 数学 网络拓扑 理论(学习稳定性) 多稳态 拓扑(电路) 计算机科学 数学优化 物理 算法 纯数学 组合数学 量子力学 机器学习 操作系统
作者
Dong Wang,Yi Zhao,Jianfeng Luo,Leng Hui
出处
期刊:Chaos [American Institute of Physics]
卷期号:31 (5) 被引量:48
标识
DOI:10.1063/5.0040518
摘要

Mathematical epidemiology that describes the complex dynamics on social networks has become increasingly popular. However, a few methods have tackled the problem of coupling network topology with complex incidence mechanisms. Here, we propose a simplicial susceptible-infected-recovered-susceptible (SIRS) model to investigate the epidemic spreading via combining the network higher-order structure with a nonlinear incidence rate. A network-based social system is reshaped to a simplicial complex, in which the spreading or infection occurs with nonlinear reinforcement characterized by the simplex dimensions. Compared with the previous simplicial susceptible-infected-susceptible (SIS) models, the proposed SIRS model can not only capture the discontinuous transition and the bistability of a complex system but also capture the periodic phenomenon of epidemic outbreaks. More significantly, the two thresholds associated with the bistable region and the critical value of the reinforcement factor are derived. We further analyze the stability of equilibrium points of the proposed model and obtain the condition of existence of the bistable states and limit cycles. This work expands the simplicial SIS models to SIRS models and sheds light on a novel perspective of combining the higher-order structure of complex systems with nonlinear incidence rates.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Lucas应助bofu采纳,获得10
刚刚
刚刚
zl发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
深情安青应助WAM采纳,获得10
2秒前
2秒前
又欠完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
penguinli完成签到,获得积分10
4秒前
zho关闭了zho文献求助
4秒前
wangshuo1218发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
研友_LwlRen发布了新的文献求助10
5秒前
雨田完成签到,获得积分10
5秒前
完美世界应助H丶化羽采纳,获得10
5秒前
蛋白28关注了科研通微信公众号
5秒前
6秒前
111111发布了新的文献求助30
7秒前
张念之发布了新的文献求助10
7秒前
乐乐应助孙婉莹采纳,获得10
7秒前
8秒前
huawei完成签到 ,获得积分10
8秒前
CodeCraft应助刘香采纳,获得10
9秒前
豪的花花发布了新的文献求助10
9秒前
西门子云完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
long发布了新的文献求助30
9秒前
HX发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
bofu完成签到,获得积分10
11秒前
CC发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
科研通AI5应助听话的梦之采纳,获得10
12秒前
survivaluu发布了新的文献求助10
12秒前
科研通AI5应助文静的笑阳采纳,获得10
12秒前
bofu发布了新的文献求助10
13秒前
YUE发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 (PDF!) 1000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3789277
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3334313
关于积分的说明 10269025
捐赠科研通 3050734
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1674119
邀请新用户注册赠送积分活动 802497
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 760692