The outbreaks of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) have impacted the world significantly. Modeling the trend of infection and real-time forecasting of cases can help decision making and control of the disease spread. However, data-driven methods such as recurrent neural networks (RNN) can perform poorly due to limited daily samples in time. In this work, we develop an integrated spatiotemporal model based on the epidemic differential equations (SIR) and RNN. The former after simplification and discretization is a compact model of temporal infection trend of a region while the latter models the effect of nearest neighboring regions. The latter captures latent spatial information. %that is not publicly reported. We trained and tested our model on COVID-19 data in Italy, and show that it out-performs existing temporal models (fully connected NN, SIR, ARIMA) in 1-day, 3-day, and 1-week ahead forecasting especially in the regime of limited training data.


翻译:2019年科罗纳病毒疾病(COVID-19)的爆发对世界产生了重大影响,对感染趋势和病例实时预报进行模拟,有助于决策和控制疾病的传播。然而,由于每天的样本有限,经常神经网络(RNN)等数据驱动方法在时间上表现不佳。在这项工作中,我们根据流行病差异方程式(SIR)和RNN开发了一个综合时空模型。在简化和分解后,前者是一个区域时间感染趋势的紧凑模型,而后者则模拟邻近区域的影响。后者捕捉潜在的空间信息。%这是没有公开报道的。我们在意大利对COVID-19数据模型进行了培训和测试,并表明该模型在1天、3天和1周前比现有的时间模型(完全连接的NN、SIR、ARIMA)完美,特别是在有限的培训数据系统中。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | EMNLP 2019等国际会议信息6条
Call4Papers
18+阅读 · 2019年4月26日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
深度学习医学图像分析文献集
机器学习研究会
18+阅读 · 2017年10月13日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Adaptive Neural Trees
Arxiv
4+阅读 · 2018年12月10日
Arxiv
6+阅读 · 2018年10月3日
Relational recurrent neural networks
Arxiv
8+阅读 · 2018年6月28日
Arxiv
5+阅读 · 2018年1月16日
VIP会员
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
相关资讯
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | EMNLP 2019等国际会议信息6条
Call4Papers
18+阅读 · 2019年4月26日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
深度学习医学图像分析文献集
机器学习研究会
18+阅读 · 2017年10月13日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员