Коротко про прогнозування COVID-19 в Україні + прогноз на 9–30 квітня

Як зазначалося в першій публікації від 22 березня, що потім підтверджувалося і фахівцями, одним із найінформативніших показників у нашій ситуації є щоденна кількість госпіталізованих, бо кількість підтверджених випадків прямо залежить від обсягів тестування. Обмежувальними чинниками для такої статистики виступають нестача ліжко-місць та можливий вплив карантинних заходів, що введені з 20 березня. У розроблених 8–11 квітня прогнозах проявився промінчик надії на те, що після досягнення максимуму нарешті можливе хоч і повільне, але покращення.

Основні сценарії через зазначені вище причини не поділяються на оптимістичний і песимістичний, а отримали кодові назви С1 та С2; також додано агрегований сценарій. Останній побудовано на основі сценаріїв С1 та С2 з урахуванням тенденцій зростання згладжених показників смертності та підтверджених випадків інфікування. Станом на 9 квітня ситуація зі сценарними прогнозами така (рис. 1).

Рис. 1
Сценарні прогнози на 19 березня – 8 квітня 2021 р. щодо кількості госпіталізованих за день з COVID-19 в Украї­ні з додаванням актуальних показників
Сценарні прогнози на 19 березня – 8 квітня 2021 р. щодо кількості госпіталізованих за день з COVID-19 в Украї­ні з додаванням актуальних показників

За прийнятою у багатьох країнах методоло­гією, прогнозується не поденна кількість (госпіталізованих, інфікованих і т.ін.), а усереднена величина за тижневим вікном, що дозволяє більш чітко виявити тренд. У нашому випадку маємо суттєву відповідність між фактичними даними та агрегованим варіантом прогнозу (рис. 2).

Рис. 2
Госпіталізація з COVID-19: тижневе рухоме середнє в Україні за даними МОЗ та прогноз за трьома сценаріями
Госпіталізація з COVID-19: тижневе рухоме середнє в Україні за даними МОЗ та прогноз за трьома сценаріями

Поденні помилки прогнозів у агрегованого сценарію найменші (рис. 3). Сумарна за 21 день середня відсоткова помилка (mean percentage error — MPE) основного сценарію становила 0,8%. Зауважимо, що в теорії прогнозування придатним вважається метод, сумарна помилка за період у якого не виходить за межі 10%.

Рис. 3
Поденні помилки (%) трьох сценаріїв прогнозу із зазначенням найбільших відхилень основного (агрегованого)
Поденні помилки (%) трьох сценаріїв прогнозу із зазначенням найбільших відхилень основного (агрегованого)

Як зазначалося у вже цитованій публікації на сайті, проблемою були аномальні (святкові) дні, дані за які довелося опрацьовувати особливим чином. У черговий раз підтверджується те, що без адекватного опрацювання нативного ряду неможливо досягти належної точності прогнозу.

Насамкінець — цитата із прогнозу робочої групи Національної академії наук стосовно підтверджених випадків (від 06.04.2021 р.): «Аналіз щодо кількості нових підтверджених випадків захворювань показав: значна помилка у прогнозі, зробленому 2 тиж тому, зумовлена впливом надто аномальних даних за 8 березня, який не зміг повною мірою компенсувати механізм моделі Prophet для врахування подіб­них аномалій.

Прогноз… вже майже не зазнає цього впливу, тому міг би бути точнішим, але поведінка процесу 5–6 днів тому теж викликає питання щодо достовірності цих даних; прогноз передбачає, що поточна хвиля наростатиме й далі, але досвід показує, що побудована модель добре прогнозує лише певні флуктуації під час постійного зростання чи зниження значень і при цьому неспроможна спрогнозувати, коли саме хвиля піде на спад, оскільки модель враховує тільки один показник — кількість нових підтверджених хворих. Для визначення дати початку спадання хвилі потрібні інші моделі, які враховують більше показників, — наприклад, модель SEIR. Значні аномалії в динаміці кількості нових хворих, які відмічають в Україні протягом січня–березня (особливо 8 та 31 березня), на жаль, не дають впевненості у зроблених прогнозах, тому рекомендується використовувати їх обережно».

Незважаючи на складність процесу прогнозування, все ж пропонуємо черговий прогноз щодо кількості щоденних госпіталізацій на наступні 3 тиж. Перебуваємо на дуже відповідальному етапі: чи вдасться вберегти систему охорони здоров’я від повного колапсу, на тлі загальної важкої ситуації із розвитком пандемії (таблиця)? Чи досягли у країні піку, що може стати нарешті підставою для превентивних дій напередодні можливого чергового зростання восени?

Таблиця Топ-10 країн за кількістю летальних випадків 14 квітня та інші показники, пов’язані з пандемією COVID-19 (станом на 16 квітня 2021 р., http://www.worldometers.info, дані постійно оновлюються)
Країна № з/п Загальна кількість випадків Кількість нових випадків хвороби Загальна кількість летальних випадків Число нових летальних випадків Загальна кількість тих, хто одужали Кількість активних випадків Потребують інтенсивної терапії Кількість випадків на 1 млн населення Кількість летальних випадків на 1 млн населення Загальна кількість тестів Кількість тестів на 1 млн жителів
1. Бразилія 13 677 564 +75 998 362 180 +3462 12 170 771 1 144 613 8318 63 989 1694 28 600 000 133 802
2. Індія 14 070 890 +199 569 173 152 +1037 12 426 146 1 471 592 8944 10 118 125 260 618 866 187 404
3. США 32 149 660 +78 876 578 098 +921 24 696 161 6 875 401 9676 96 681 1738 423 439 379 1 273 379
4. Польща 2 621 112 +21 279 59 930 +803 2 229 801 331 381 3457 69 316 1585 13 243 930 350 240
5. Мексика 2 286 133 +4293 210 294 +592 1 815 237 260 602 4798 17 586 1618 6 305 194 48 502
6. Італія 3 809 182 +16 157 115 557 +469 3 178 976 514 649 3490 63 075 1913 53 885 257 892 264
7. Україна 1 887 338 +14 553 38 225 +467 1 442 618 406 495 177 43 361 878 8 770 753 201 507
8. Німеччина 3 064 382 +32 546 79 813 +405 2 718 700 265 869 4662 36 483 950 51 559 277 613 836
9. Росія 4 666 209 +8326 104 000 +399 4 291 223 270 986 2300 31 964 712 124 400 000 852 149
10. Аргентина 2 604 157 +25 157 58 542 +368 2 278 486 267 129 3879 57 206 1286 9 833 106 216 007

Як і раніше, розглянуто два базових сценарії: С1 та С2. Перший сценарій передбачає, що ефект карантинних заходів може знівелюватися агресивністю штамів коронавірусу, що помітно зросла (інтенсивність поширення, тривалість лікування, зростання частки пацієнтів з важким перебігом хвороби). Згідно з другим сценарієм вважається, що прийняті заходи (аж до локдауну в окремих регіонах та Києві) матимуть стабілізуючий ефект. Агрегований сценарій є компромісним з урахуванням додаткових чинників, таких як підтверджені випадки інфікування та динаміка наявності ліжко-місць в областях та Києві (рис. 4).

Рис. 4
Сценарні прогнози на 9–30 квітня 2021 р. щодо кількості госпіталізованих за день з COVID-19 в Украї­ні з додаванням актуальних показників

Використані джерела: дашборди МОЗ Украї­ни, Національної служби здоров’я Украї­ни, Кабінету Міністрів України, а також власні розрахунки. Інформаційна підтримка — компанія «Моріон».

Леонід Гуляницький,
доктор технічних наук, Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України

Цікава інформація для Вас:

Коментарі

Коментарі до цього матеріалу відсутні. Прокоментуйте першим

Добавить свой

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

*

Останні новини та статті