We introduce a Bayesian sequential data assimilation method for COVID-19 forecasting. It is assumed that suitable transmission, epidemic and observation models are available and previously validated and the transmission and epidemic models are coded into a dynamical system. The observation model depends on the dynamical system state variables and parameters, and is cast as a likelihood function. We elicit prior distributions of the effective population size, the dynamical system initial conditions and infectious contact rate, and use Markov Chain Monte Carlo sampling to make inference and prediction of quantities of interest (QoI) at the onset of the epidemic outbreak. The forecast is sequentially updated over a sliding window of epidemic records as new data becomes available. Prior distributions for the state variables at the new forecasting time are assembled using the dynamical system, calibrated for the previous forecast. Moreover, changes in the contact rate and effective population size are naturally introduced through auto-regressive models on the corresponding parameters. We show our forecasting method's performance using a SEIR type model and COVID-19 data from several Mexican localities.


翻译:我们为COVID-19的预测采用了巴耶斯相继数据同化方法,假定有适当的传播、流行和观察模型,并事先得到验证,传播和流行模式编码成动态系统,观察模型取决于动态系统状态变量和参数,并作为一种可能的功能。我们事先收集有效人口规模、动态系统初始条件和传染接触率的分布情况,并利用Markov 链子蒙特卡洛取样来推断和预测流行病爆发时的感兴趣数量(QoI)。随着新的数据的出现,预报会通过一个移动的流行病记录窗口相继更新。以前在新预测时使用动态系统对状态变量的分布进行整理,并按以前的预测加以校准。此外,接触率和有效人口规模的变化是通过相应参数的自动反向模型自然引入的。我们用SEIR型模型和几个墨西哥地方的COVID-19数据来显示我们的预测方法的性能。

1
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
专知会员服务
39+阅读 · 2020年9月6日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
【推荐】(Keras)LSTM多元时序预测教程
机器学习研究会
24+阅读 · 2017年8月14日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
15+阅读 · 2021年2月19日
Arxiv
35+阅读 · 2021年1月27日
Foreground-aware Image Inpainting
Arxiv
4+阅读 · 2019年1月17日
VIP会员
相关VIP内容
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
专知会员服务
39+阅读 · 2020年9月6日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
【推荐】(Keras)LSTM多元时序预测教程
机器学习研究会
24+阅读 · 2017年8月14日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员