利亚·穆特雷尔;托马斯·史密斯;纳库尔·奇蒂尼斯 用最优控制模拟不育雄性对埃及伊蚊种群的影响。 (英语) Zbl 1425.92131号 数学。Biosci公司。 311, 91-102 (2019). 摘要:我们使用偏微分方程来描述岛上埃及伊蚊种群的动态,以及无菌雄性释放的影响。该模型包括蚊子移动和捕捉灭绝事件的Allee效应。我们应用最优控制理论来确定最快消灭蚊子的释放策略,条件是有限的不育雄性蚊子。单一地点的最佳解决方案是,首先释放大量蚊子,然后根据女性人口减少的比例,释放较少的不育雄性蚊子。考虑到每天释放不育雄性的总量受到限制,整个岛屿的最佳解决方案是棘手的。与空间最优控制策略最接近的做法是,首先关注蚊子密度高的区域,然后向外移动(沿岛屿外围的两个方向),直到所有区域都被覆盖,在整个释放过程中保持足够的强度,以防在已经清除的区域重新引入。 引用于11文件 MSC公司: 92C60型 医学流行病学 92D25型 人口动态(一般) 92年第35季度 与生物学、化学和其他自然科学有关的偏微分方程 关键词:偏微分方程;最优控制;岛;阿利效应;无菌蚊子;埃及伊蚊 软件:Parampool公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{L.Multerer}等人,数学。Biosci公司。311、91-102(2019年;Zbl 1425.92131) 全文: DOI程序 参考文献: [1] Knipling,E.,通过使用性不育雄性昆虫控制或根除昆虫的可能性,J.Econ。昆虫学。,48, 4, 459-462 (1955) [2] 戴克,V。;亨德里克斯,J。;Robinson,A.,《无菌昆虫技术:全区域综合害虫管理的原则和实践》(2005年),施普林格-弗拉格:施普林格多德勒支,荷兰 [3] Alphey,L。;Benedict,M。;贝里尼,R。;克拉克,G。;Dame,D。;服务,M。;Dobson,S.,《控制蚊媒疾病的无菌消毒方法:分析》,媒介动物传染病。,10, 3, 295-311 (2010) [4] 巴克利,H。;Mackauer,M.,《用于害虫控制的无菌昆虫释放方法:密度依赖模型》,《环境》。昆虫学。,9, 810-817 (1980) [5] Dye,C.,黄热病蚊子种群动态模型,埃及伊蚊,J.Anim。经济。,53247-268(1984年) [6] Li,J.,《交互式野生和无菌蚊子种群及其动力学的新修订简单模型》,J.Biol。动态。,1-18 (2016) [7] 李,J。;Yuan,Z.,用不同策略模拟无菌蚊子的释放,J.Biol。动态。,9, 1, 1-14 (2015) ·Zbl 1448.92220号 [8] 蔡,L。;艾,S。;Li,J.,采用不同策略释放无菌蚊子的蚊子种群动态,SIAM J.Appl。数学。,74, 6, 1786-1809 (2014) ·Zbl 1320.34071号 [9] Esteva,L。;Yang,H.,评估控制的数学模型埃及伊蚊蚊子通过无菌昆虫技术,数学。生物科学。,198, 2, 132-147 (2005) ·Zbl 1090.92048号 [10] Thomé,R。;Yang,H。;Esteva,L.,最佳控制埃及伊蚊蚊子通过无菌昆虫技术和杀虫剂,数学。生物科学。,223, 1, 12-23 (2010) ·Zbl 1180.92058号 [11] Fister,K。;McCarthy,M。;奥本海默,S。;Collins,C.,《通过无菌昆虫释放和栖息地改造优化昆虫控制》,数学。生物科学。,244, 2, 201-212 (2013) ·Zbl 1280.92025 [12] 拉菲科夫,M。;Rafikova,E。;Yang,H.,优化埃及伊蚊综合病媒管理的控制策略,J.Appl。数学。,9, 7, 1-8 (2015) [13] Kim,J。;Lee,H。;Lee,C。;Lee,S.,具有季节性的登革热双斑块传播模型中最佳策略的评估,PLoS ONE,12,3,1-21(2017) [14] 费雷拉,C。;Yang,H。;Esteva,L.,评估无菌昆虫技术应用于埃及伊蚊《生物学杂志》。系统。,16, 4, 565-577 (2008) [15] 奥列伦·埃文斯,T。;Bishop,S.,脉冲释放的空间模型,用于比较用于蚊子的无菌昆虫技术的策略埃及伊蚊,数学。生物科学。,254, 6-27 (2014) ·Zbl 1323.92180号 [16] Dufourd,C。;Dumont,Y.,环境因素对蚊虫传播的影响,无菌昆虫技术控制展望,计算机。数学。申请。,66, 9, 1695-1715 (2013) ·Zbl 1345.34105号 [17] 塞林·李(Seirin Lee,S.)。;贝克·R。;加夫尼,E。;White,S.,阻止入侵的最佳屏障区埃及伊蚊蚊子通过转基因或不育昆虫技术,Theor。经济。,6, 4, 427-442 (2013) [18] 塞林·李(Seirin Lee,S.)。;贝克·R。;加夫尼,E。;怀特·S·建模埃及伊蚊《通过转基因和无菌昆虫技术控制蚊子:特有种和新出现的疫情》,J.Theor。生物学,331,78-90(2013)·Zbl 1330.92134号 [19] 北卡罗来纳州迈达纳。;Yang,H.,通过行波描述登革热的地理传播,数学。生物科学。,215, 1, 64-77 (2008) ·Zbl 1156.92037号 [20] Boukal,D。;Berec,L.,《Allee效应的单物种模型:灭绝边界、性别比和配偶相遇》,J.Theor。《生物学》,218,3,375-394(2002) [21] Holling,C.,《欧洲松叶蜂小型哺乳动物捕食研究揭示的捕食成分》,Math。生物科学。,91, 5, 293-320 (1959) [22] Yang,H。;博尔德里尼,J。;Fassoni,A。;弗雷塔斯,L。;戈麦斯,M。;K.d.利马。;安德拉德,V。;Freitas,A.,基于考虑时间相关昆虫学参数的登革热传播模型拟合巴西坎皮纳斯市的发病率数据,《公共科学图书馆·综合》,11,3,1-41(2016) [23] 哈里斯,A。;尼姆·D·。;McKemey,A。;凯利,N。;Scaife,S。;唐纳利,C。;山毛榉,C。;Petrie,W。;Alphey,L.,工程雄性蚊子的田间表现,国家生物技术。,29, 11, 1034-1037 (2011) [24] 卡瓦略,D。;McKemey,A。;加齐埃拉。;拉克鲁瓦,R。;唐纳利,C。;Alphey,L。;马拉瓦西,A。;Capurro,M.,抑制埃及伊蚊在巴西,通过持续释放转基因雄性蚊子,PLoS Negl。特罗普。数字化信息系统。,9, 7, 1-15 (2015) [25] L.Evans,脚本:数学最优控制理论简介,2.0版(https://math.berkeley.edu/埃文斯/控制课程.pdf;L.Evans,脚本:数学最优控制理论简介,2.0版(https://math.berkeley.edu/埃文斯/控制课程.pdf [26] Lenhart,S。;Workman,J.,《应用于生物模型的最优控制》。最佳控制应用于生物模型,数学和计算生物学系列(2007),查普曼和霍尔/CRC,泰勒和弗朗西斯集团·Zbl 1291.92010年 [27] Tröltzsch,F.,《偏微分方程的最优控制:理论、方法和应用》。偏微分方程的最优控制:理论、方法和应用,数学研究生院,112(2010),美国数学学会:美国数学学会普罗维登斯,罗德岛·Zbl 1195.49001号 [28] 丁·W。;菲诺蒂,H。;Lenhart,S。;Lou,Y。;Ye,Q.,稳态人口模型中增长系数的最优控制,非线性分析。真实世界应用。,11, 2, 688-704 (2010) ·兹比尔1182.49036 [29] Quiroga,A。;费尔南德斯,D。;托雷斯,G。;Turner,C.,使用自适应有限元法求解二维肿瘤侵袭PDE约束优化问题的伴随方法,应用。数学。计算。,270358-368(2015年)·Zbl 1410.92052号 [30] Langtangen,H。;Pedersen,G.,微分方程的缩放。微分方程的缩放,Simula-Springer计算简报,2(2016),Springer国际出版公司·Zbl 1382.35001号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。