Prognoza rozwoju pandemii koronawirusa i choroby Covid-19 na maj 2020

Fot. Pixabay/CC0

Nowe dane spływające do ExMetrix na temat rozwoju epidemii pozwoliły uwzględnić asymetrię krzywej dziennych zmian liczby zakażonych. Z przebiegów w krajach , gdzie krzywa już spada wynika, że spadek jest 1.5-2 razy wolniejszy od wcześniejszego wzrostu. Zamieszczamy też analizę „what-if” o liczbie zakażeń , której można by się spodziewać, gdybyśmy nie przestrzegali obostrzeń. Ich poziom w Polsce został ostatnio obniżony. Po uwzględnieniu tego faktu pułap zachorowań sugerowany przez nasz model podniósł się o około 1200. Liczba testów potrzebnych do wykrycia jednego zakażenia wzrosła już z 19 do 27 ( liczba wszystkich dotychczas przeprowadzonych testów odniesiona do liczby wykrytych zakażeń). Jeżeli ta tendencja się utrzyma, to oznaczać będzie stopniowe rozrzedzanie osób zakażonych w całej populacji. Kliknij by zobaczyć całą tabelę

Prognoza na 03.05.2020 według reestymowanego modelu przewidywała 13212 zakażonych, a wartość rzeczywista to 13693. Na dzień 04.05.2020 wartość prognozowana to 13385.

Rzeczywisty i prognozowany przebieg liczby potwierdzonych zakażeń:

Jak wielokrotnie wspominaliśmy, kluczowym czynnikiem determinującym ilość  zakażeń jest izolacja społeczna. Poniżej przedstawiamy analizę wrażliwości modelu na zmianę tego parametru. Okazuje się, że gdyby wprowadzone obostrzenia były słabe lub ludzie by ich nie przestrzegali, moglibyśmy mieć obecnie około 60 tysięcy wykrytych przypadków.

„Luzowanie obostrzeń jest istotne zarówno z ze względu na gospodarkę , jak również z powodu „granic wytrzymałości społecznej”. Należy to jednak robić bardzo rozsądnie, obserwując wpływ tych działań na sytuację związaną z epidemią.” – uważa Ryszard Łukoś główny analityk ExMetrix

W związku z licznymi pytaniami dotyczącymi wykresów słupkowych wyjaśniamy, że  prognozowana  dzienna zmiana ilości zarażeń liczona była jako różnica prognozy na dzień następny i rzeczywistej wartości z dnia bieżącego.

Dla wielu  odbiorców naszych komunikatów nie było to jasne i dostawaliśmy w związku z tym liczne zapytania.  Od dnia 16.04.2020 będziemy prezentować prognozowaną liczbę dziennych zarażeń na wykresie słupkowym jako różnicę w kolejnych dniach wynikającą tylko z modelu prognostycznego. Dla porównania (na dole artykułu) zamieszczamy także wykres utworzony według dotychczasowej metodologii.

Ważne jest też informacja, że nasze modele prognozują całkowitą liczbę zarażeń  – krzywą liniową – a nie bezpośrednio jej dzienne zmiany. W związku z tym wykres słupkowy publikowany jest jedynie jako źródło dodatkowej informacji.

Prognozowane i rzeczywiste dzienne przyrosty liczby zakażeń:

Dotychczasowa realizacja oraz prognoza na kolejny dzień znajduje się w poniższej tabeli: Kliknij by zobaczyć całą tabelę

Do tej pory 29 marca , 07 kwietnia ,16 kwietnia , 23 i 26 kwietnia model został poddany tzw. reestymacji – czyli uwzględnia wiedzę o aktualnej sytuacji w naszym kraju oraz przebiegu epidemii w innych krajach. Prognoza po tzw. douczeniu modelu wskazuje na około 13-14 tysięcy potwierdzonych testami infekcji natomiast maksimum kwietnia przesunęło się w okolice 05 maja br.

Jak zaznaczaliśmy w chwili pierwszej publikacji prognoz dla Polski (23.03.2020), w miarę rozwoju sytuacji i napływu nowych danych, szczególnie z krajów, gdzie epidemia zaczęła się wcześniej niż w Polsce, będziemy aktualizować model oraz uwzględniać wszelkie dodatkowe informacje, aby był on możliwie najbardziej precyzyjny. Zabieg taki jest potrzebny, aby model uwzględnił wiedzę jaką zbieramy na bieżąco.

Wypowiedź z 29.03.2020:

„W najbliższych dniach będziemy mieć rekordowe przyrosty stwierdzonych przypadków zakażenia, nawet do ok. 500 zakażonych zaraportowanych dziennie, jak wskazują nasze modele, co oczywiście jest znacznie mniejszą liczbą niż w Hiszpanii czy Włoszech, ale wymaga dalszej bardzo dużej dyscypliny narodu. Należy pamiętać, że model pokazuje prognozę, która nie jest odporna na nagłe rozluźnienie dyscypliny tzw. social distancing” – komentuje Zbigniew Łukoś, CEO firmy ExMetrix.

„Jeżeli zachowamy nadal ogromną dyscyplinę, jest szansa, że Polska uniknie drogi podobnej niż Włoska czy Hiszpańska. Być może unikniemy też scenariusza Niemieckiego – i miejmy nadzieję, że potoczy się optymistyczny scenariusz Polski.” – dodaje główny analityk ExMetrix Ryszard Łukoś.

Jednocześnie, dla porównania , poniżej prezentujemy także wcześniejsze wersje modelu :

Trzecia wersja – model pierwotny reestymowany 07.04.2020 i użytkowany do 16.04.2020: Kliknij by zobaczyć całą tabelę

Wykres słupkowy według dotychczasowej metodologii: Kliknij by zobaczyć całą tabelę

Druga wersja – model pierwotny reestymowany 28.03.2020 i użytkowany do 07.04.2020 Kliknij by zobaczyć całą tabelę

Pierwsza wersja z 23.03.2020 Kliknij by zobaczyć całą tabelę

W budowie modelu przebiegu epidemii wirusa zostały uwzględnione następujące obszary informacyjne:

• Dotychczasowy przebieg pandemii w wielu krajach
• Czynniki meteorologiczne
• Stan opieki zdrowotnej w danym kraju
• Stan kondycji zdrowotnej społeczeństwa, ze szczególnym uwzględnieniem czynników ryzyka takich jak, choroby onkologiczne, kardiologiczne, cukrzyca i otyłość
• Strukturę demograficzną społeczeństwa. Szczególnie zwracaliśmy uwagę na odsetek ludzi w podeszłym wieku
• Poziom restrykcji stosowanych przez władze i przestrzeganie ich przez obywateli

Model został zbudowany przy wykorzystaniu technologii z zakresu sztucznej inteligencji (sieci neuronowe i symulowane wyżarzanie). Technologia ta pozwoliła oszacować wpływ informacji z wymienionych obszarów na takie parametry krzywej zakażeń, jak:

• nachylenie – odzwierciedlające przyrost liczby zakażonych w danej chwili
• rozpiętość – pozwalająca określić maksymalny pułap liczby zachorowań oraz czas trwania epidemii

Założenia, ryzyko sprawdzalności:

Przy budowie modelu założyliśmy, że statystyki w krajach dotkniętych COVID-19 nie były zatajane ani sztucznie modyfikowane.

Źródło danych o liczbie zakażeń:

Johns Hopkins University
https://github.com/CSSEGISandData/COVID-19/tree/master/csse_covid_19_data/csse_covid_19_time_series

Źródła danych opisujących poszczególne obszary uwzględnione w modelu:

OECD, World Bank, http://population.city/, https://www.accuweather.com

ExMetrix to spółka zajmująca się prognozowaniem ekonomicznym i społecznym, która tworzy oprogramowanie wykorzystujące najnowsze modele statystyczne i numeryczne oparte o Machine Learning, Sztuczną Inteligencję i Sieci Neuronowe.