We propose an epidemiological model using an adaptive dynamic three compartment (with four states) SIR(D) model. Our approach is similar to non-parametric curve fitting in spirit and automatically adapts to key external factors, such as interventions, while retaining the parsimonious nature of the standard SIR(D) model. Initial dynamic temporal estimates of the model parameters are obtained by minimising the aggregate residual sum of squares across the number of infections, recoveries, and fatalities, over a chosen lag period. Then a geometric smoother is applied to obtain the final time series of estimates. These estimates are used to obtain dynamic temporal robust estimates of the key feature of this pandemic, namely the "reproduction number". We illustrate our method on the Indian COVID-19 data for the period March 14 - August 31, 2020. The time series data plots of the 36 states and union territories shows a clear presence of inter-regional variation in the prognosis of the epidemic. This is also bourne out by the estimates of the underlying parameters, including the reproduction numbers for the 36 regions. Due to this, an SIR(D) model, dynamic or otherwise, on the national aggregate data is not suited for robust local predictions. The time series of estimates of the model enables us to carry out daily, weekly and also long term predictions, including construction of predictive bands. We obtain an excellent agreement between the actual data and the model predicted data at the regional level. Our estimates of the current reproduction number turn out to be more than 2 in three regions (Andhra Pradesh, Maharashtra and Uttar Pradesh) and between 1.5 and 2 in 13 regions. Each of these regions have experienced an individual trajectory, which typically involves initial phase of shock(s) followed by a relatively steady lower level of the reproduction number.


翻译:我们建议采用适应性动态三区(四个州)SIR(D)模式的流行病学模型。我们的方法类似于精神上的非参数曲线,并自动适应关键外部因素,例如干预,同时保持标准SIR(D)模式的模糊性。模型参数的初步动态时间估计是通过在选定的滞后期中将感染、恢复和死亡数量之间平方的累计剩余总量最小化获得的。然后应用一个铀光滑度,以获得最后的时间序列估计数。这些估计数用于获得这一流行病关键特征的动态时间稳健估计数,即“再生产数字”。我们用 Indian COVID-19数据来说明我们的方法,在3-8月31日(2020年)期间保持标准的SIR(D)模式。36个州和联盟地区的时间序列数据图显示,在传染病的发病、恢复和死亡数量中,区域之间有明显的区域变化。由于这个原因,SIR(D)模型是动态的动态或其它情况下,在2个地区之间的预测期数据周期中,我们目前的预测周期数据是每个阶段的准确性数据。我们目前的预测周期数据是每个阶段的周期数据,每个阶段。我们目前的预测周期的周期的周期数据将比三个地区更精确数据更适合。

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