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1 篇 学位论文

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1 篇 医学
- 1 篇 公共卫生与预防医...

主题

1 篇 宿主动物因素
1 篇 长短期记忆神经网...
1 篇 气象因素
1 篇 肾综合征出血热

机构

1 篇 中国医科大学

作者

1 篇 丁林敏

语言

1 篇 中文

检索条件"主题词=宿主动物因素"

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详细简洁

排序：

基于长短期记忆神经网络模型的肾综合征出血热发病预测研究

基于长短期记忆神经网络模型的肾综合征出血热发病预测研究

引用

作者：丁林敏中国医科大学

学位级别：硕士

目的:了解辽宁省部分地区不同年份肾综合征出血热(hemorrhagic fever with renal syndrome,HFRS)的时空分布情况和各地区针对HFRS疫情的宿主监测情况,分析宿主动物因素和气象因素对HFRS的影响,根据宿主动物因素、气象因素与HFRS发病率... 详细信息

目的:了解辽宁省部分地区不同年份肾综合征出血热(hemorrhagic fever with renal syndrome,HFRS)的时空分布情况和各地区针对HFRS疫情的宿主监测情况,分析宿主动物因素和气象因素对HFRS的影响,根据宿主动物因素、气象因素与HFRS发病率的相关关系,构建长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络模型进行单变量、多变量时间序列预测,并与传统时间序列模型进行对比,探索LSTM神经网络模型对HFRS发病率预测的适用性,进而为该传染病的防控提供参考。方法:从国家卫生健康委员会(http://***)收集全国(不包括港、澳、台)2009年-2016年HFRS的月发病资料,从中国知网、万方、读秀等网站查找相关文献,收集沈阳市2005年1月-2017年12月、丹东市2005年1月-2020年12月的HFRS的月发病数据和部分宿主监测数据(鼠密度、鼠带毒率、鼠带毒指数)。从国家气象科学数据中心(http://***)和慧聚数据网(http://***)收集气象数据,月别气象因素包括:A20至20时降水量(即晚上20时到次日晚上20时的总降水量)、平均气压、平均2分钟风速、平均气温、平均水气压、平均相对湿度、平均最低气温、平均最高气温和日照时数。描述沈阳市、丹东市HFRS发病的时间分布特征,对宿主监测数据与HFRS发病率进行Spearman秩相关分析,对气象因素资料与HFRS发病率进行滞后0-6个月的Spearman秩相关分析,检验水准为α=0.05。根据宿主动物因素、气象因素与HFRS发病率的相关关系分别构建单变量、多变量LSTM神经网络预测模型,对既往的发病率进行拟合和预测,将预测结果与差分整合移动平均自回归模型(autoregressive integrated moving average model,ARIMA)进行对比,利用均方根误差(root mean squared error,RMSE)、均方误差(mean square error,MSE)和平均绝对误差(mean absolute error,MAE)对模型的拟合和预测效果进行对比和评价。结果:1.两市发病率水平有明显差异,2009年-2016年,丹东市HFRS发病率明显高于全国水平,沈阳市在2012年前HFRS发病率与全国水平相当,2012年后逐渐低于全国发病率水平;HFRS发病有明显的季节特征,沈阳市表现为春秋季高发,丹东市表现为秋冬季高发。2.在宿主动物因素与HFRS发病率的相关性研究中,沈阳市发病率与鼠密度、居民区鼠带毒率和鼠带毒指数相关性有统计学意义,相关系数分别为 0.946、0.852、0.864、0.877、0.542、0.505、0.846、0.740;丹东市发病率与秋季野外鼠密度相关性有统计学意义,相关系数为0.881。3.在气象因素与HFRS发病率0-6个月的滞后相关性分析中,沈阳市HFRS月发病率与滞后6个月的A20至20时降水量相关性有统计学意义且相关性最强,相关系数为0.219,与滞后2个月的平均气压、平均气温、平均最低气温、平均最高气温相关性有统计学意义且相关性最强,相关系数分别为0.332、-0.343、-0.317、-0.352,与当月的平均2分钟风速相关性有统计学意义且相关性最强,相关系数为0.516,与滞后1个月的平均水气压相关性有统计学意义且相关性最强,相关系数为-0.315,与滞后4个月的平均相对湿度、日照时长相关性有统计学意义且相关性最强,相关系数分别为0.334、-0.393。丹东市HFRS月发病率与滞后3个月A20至20时降水量、平均2分钟风速、平均气温、平均水气压、平均相对湿度、平均最低气温、平均最高气温相关性有统计学意义且相关性最强,相关系数分别为0.472、-0.418、0.532、0.547、0.518、0.555和0.499,与滞后4个月的平均气压相关性有统计学意义且相关性最强,相关系数为-0.532,与滞后6个月的日照时数相关性有统计学意义且相关性最强,相关系数为0.232。4.相比ARIMA模型,LSTM神经网络预测模型对沈阳市HFRS发病率的拟合和预测效果更好,在对沈阳市HFRS发病率的预测中,单变量、多变量时间序列RMSE、MSE、MAE分别为0.036、0.001、0.030,0.032、0.001、0.026,而在对丹东市HFRS发病率的预测中,ARIMA模型对于单变量时间序列的拟合和预测效果更好,RMSE、MSE、MAE分别为0.231、0.053、0.159,LSTM神经网络预测模型对于多变量时间序列的拟合和预测效果更好,RMSE、MSE、MAE分别为0.176、0.031、

关键词：肾综合征出血热长短期记忆神经网络模型宿主动物因素气象因素

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