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预防医学  2019, Vol. 31 Issue (2): 113-118    DOI: 10.19485/j.cnki.issn2096-5087.2019.02.002
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应用Elman神经网络建立流感样病例预测模型
章涛1, 官海滨2, 李傅冬1, 何凡1
1.浙江省疾病预防控制中心公共卫生监测与业务指导所,浙江 杭州 310051;
2.温州医科大学
Modeling of influenza-like illness prediction based on Elman neural network
ZHANG Tao*, GUAN Hai-bin, LI Fu-dong, HE Fan
* Department of Public Health Monitoring,Zhejiang Provincial Center for Diseases Control and Prevention,Hangzhou,Zhejiang 310051,China
全文: PDF(894 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 目的 应用Elman神经网络构建流行性感冒(流感)样病例(ILI)预测模型,为浙江省流感疫情早期预警提供依据。方法 收集2013—2014年浙江省11家流感监测哨点医院的ILI报告、ILI病毒核酸检测结果、气象和空气污染物等资料,通过时滞相关性分析筛选纳入模型的变量,采用2013年第14周—2014年第44周的数据建立Elman神经网络预测模型,采用2014年第45—52周的数据检验模型的预测效能。结果 浙江省2013—2014年每周均有ILI报告,共报告506 391例次,周报告ILI%为(3.07 ± 0.73)%。筛选出提前13周的周平均气压、提前11周的周平均水汽压、提前9周的周平均气温、提前5周的周平均SO2浓度、提前5周的周平均NO2浓度、提前5周的周平均CO浓度、提前5周的周平均PM2.5浓度、提前5周的周平均PM10浓度、提前5周的周平均AQI和提前1周的病原阳性率10个因素纳入模型。当网络结构为10-15-1-1时,构建的Elman模型为最优预测模型,预测结果的平均误差绝对率为10.58%,非线性相关系数为0.876 7。结论 利用气象、空气污染指标和流感病原性监测资料建立的Elman神经网络ILI预测模型预测效果较好,适用于浙江省流感疫情短期预测。
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章涛
官海滨
李傅冬
何凡
关键词 Elman神经网络流感样病例预测气象PM2.5    
AbstractObjective To build a model for influenza-like illness(ILI)prediction based on Elman neural network and to provide evidence for early warning of influenza epidemic in Zhejiang Province. Methods The data of ILI from 11 sentinel hospitals,influenza pathogen detection,meteorological factors and air pollutants in Zhejiang Province from 2013 to 2014 were collected. Time-delay correlation analysis was conducted to select variables for modeling. Based on Elman neural network,data from the 14th week of 2013 to the 44th week of 2014 were used as a training set to establish the model and the data from 45th week to 52nd weeks of 2014 were used as a test set for the model performance. Results There were ILI reported every week during 2013 and 2014,with a total of 506 391. The percentage of ILI cases per week was(3.07 ± 0.73)%. Ten variables selected by time-delay correlation analysis were the weekly average values of atmospheric pressure(13 weeks in advance),vapor pressure(11 weeks in advance),temperature(9 weeks in advance),SO2(5 weeks in advance),NO2(5 weeks in advance),CO(5 weeks in advance),PM2.5(5 weeks in advance),PM10(5 weeks in advance),air quality index(5 weeks in advance)and positive rate of pathogen(1 weeks in advance). Elman neural network(10-15-1-1)was selected as the optimal model,and the prediction performed well,with 10.58% as the mean error rate and 0.876 7 as the nonlinear correlation coefficient. Conclusion This study demonstrated that Elman neural network including variables of meteorological factors,air pollutants and the positive rate of pathogen performed well on the short-term prediction of ILI incidence.
Key wordsElman neural network    Influenza-like illness    Prediction    Meteorological factors    PM2.5
收稿日期: 2018-08-24      修回日期: 2018-11-25      出版日期: 2019-01-18
中图分类号:  R511.7  
基金资助:2015年浙江省医药卫生平台计划(2015RCB011); 2016年浙江省疾病预防控制中心科技英才孵育项目
作者简介: 章涛,硕士,医师,主要从事公共卫生监测管理工作
通信作者: 何凡,E-mail:fhe@cdc.zj.cn   
引用本文:   
章涛, 官海滨, 李傅冬, 何凡. 应用Elman神经网络建立流感样病例预测模型[J]. 预防医学, 2019, 31(2): 113-118.
ZHANG Tao, GUAN Hai-bin, LI Fu-dong, HE Fan. Modeling of influenza-like illness prediction based on Elman neural network. Preventive Medicine, 2019, 31(2): 113-118.
链接本文:  
https://www.zjyfyxzz.com/CN/10.19485/j.cnki.issn2096-5087.2019.02.002      或      https://www.zjyfyxzz.com/CN/Y2019/V31/I2/113
[1] PAUL S,MGBERE O,ARAFAT R,et al.Modeling and forecasting influenza-like illness(ILI)in Houston,Texas using three surveillance data capture mechanisms[J]. Online journal of public health informatics,2017,9(2):e187.
[2] 谢亮,富小飞,亓云鹏,等. 嘉兴市流行性感冒监测分析[J]. 预防医学,2017,29(8):806-808.
[3] 陈健,张磊,陆帅,等. 采用广义可加模型分析预测上海市流感样病例发病情况[J]. 中华流行病学杂志,2013,34(4):404-408.
[4] 杨召,叶中辉,赵磊,等. ARIMA-BPNN组合预测模型在流感发病率预测中的应用[J]. 中国卫生统计,2014,31(1):16-18.
[5] 王斌,冯慧芬,黄平,等. 人工神经网络模型在预测重症手足口病中的应用研究[J]. 现代预防医学,2018,45(11):1921-1924,1947.
[6] NIU Z,JIA Y,ZHANG L,et al.Prediction for short-term traffic flow based on Elman neural network optimized by CPSO[J]. Metallurgical & Mining Industry,2015(9):991-995.
[7] CHU C,CHANG C,CHANG T,et al.Elman neural network identify elders fall signal base on second-order train method[C]//2017 6th International Symposium on Next Generation Electronics(ISNE),2017:1-4.
[8] 黄薇,刘建平,张锦周,等. 细菌性食源性疾病发病预测中Elman神经网络模型的应用[J]. 公共卫生与预防医学,2013, 24(6):10-13.
[9] 孙锦峰,耿云亮,郭奕瑞,等. Elman神经网络与ARIMA模型对流感发病率预测效果的比较[J]. 郑州大学学报(医学版),2013,48(5):584-587.
[10] 中华人民共和国卫生部.关于印发《全国流感监测方案(2010年版)》的通知[Z].(2010-09-10)[2018-08-24]. http://www.nhfpc.gov.cn/jkj/s3577/201009/3fa356d0f4834d408fde6c12891 a6482.shtml.
[11] 何树红,杨博,戴明爽,等. 基于动态递归神经网络的石油价格预测[J]. 云南民族大学学报(自然科学版),2013,22(1):33-35.
[12] 黎漓. 湖南省流行性腮腺炎的流行特征及Elman神经网络预测[D]. 衡阳:南华大学,2015.
[13] 王芳,涂春丽,勾永尧. 基于Elman神经网络的气温预测研究[J]. 安徽农业科学,2011,39(33):20859-20860.
[14] KOELLE K,RASMUSSEN D A.Influenza:prediction is worth a shot[J]. Nature,2014,507(7490):47-48.
[15] 邓斐,资海荣,余慧燕,等. 江苏省2010—2014年流感流行特征分析[J]. 中华疾病控制杂志,2016,20(9):901-904.
[16] 李明,冯录召,曹玉,等. 中国2005—2013年流感暴发疫情的流行病学特征分析[J]. 中华流行病学杂志,2015,36(7):705-708.
[17] 王伟. 2009—2014年山东省流感样病例流行特征及其与气象因素关系研究[D]. 济南:山东大学,2016.
[18] 杨旭辉,王婧,孙昼,等. 气象因子与流感样病例的相关性研究[J]. 浙江预防医学,2014,26(7):653-658.
[19] SOEBIYANTO R P,CLARA W A,JORGE J,et al.Associations between seasonal influenza and meteorological parameters in Costa Rica,Honduras and Nicaragua[J]. Geospatial Health,2015,10(2):372.
[1] 卢文海, 孔校杰, 宋丽霞, 卢春如, 于碧鲲, 谢延. SARIMA、Prophet与BSTS模型预测手足口病发病率的效果比较[J]. 预防医学, 2026, 38(1): 79-84.
[2] 龚亮亮, 戎志东. 10~13岁儿童非自杀性自伤行为风险预测模型研究[J]. 预防医学, 2025, 37(6): 546-550.
[3] 白瑞盈, 生海燕. 肺炎住院患者多重耐药菌感染的预测模型研究[J]. 预防医学, 2025, 37(5): 465-470.
[4] 王英杰 综述, 孙高峰, 审校. 2型糖尿病预测模型研究进展[J]. 预防医学, 2025, 37(4): 369-372,377.
[5] 杨亚, 费洁, 杨怡玮, 张冰, 张倩, 陆一涵. 手足口病发病与气象因素的关联研究[J]. 预防医学, 2025, 37(4): 346-349,355.
[6] 张小乔, 张筱碟, 赵振希, 谢鹏留, 代敏. LSTM、SARIMA和SARIMAX模型预测手足口病发病率的效果比较[J]. 预防医学, 2025, 37(3): 280-284,287.
[7] 潘祥, 童莺歌, 李怡萱, 倪珂, 程雯倩, 辛蒙雨, 胡钰滢. 机器学习方法构建健康素养预测模型的范围综述[J]. 预防医学, 2025, 37(2): 148-153.
[8] 周国营, 邢丽丽, 苏颖, 刘宏杰, 刘赫, 王迪, 薛锦峰, 戴威, 汪静, 杨兴华. 35~75岁居民心血管病高危风险预测模型研究[J]. 预防医学, 2025, 37(1): 12-16.
[9] 郑帅印, 李丽丹, 陈佩弟, 谢尔瓦妮古丽·阿卜力米提, 李砥. 2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝的预测模型研究[J]. 预防医学, 2024, 36(9): 741-745,749.
[10] 汪琼, 陈丹青, 魏伊丽, 钱芳芳. 早产风险预测模型研究[J]. 预防医学, 2024, 36(8): 663-668.
[11] 王栗菲, 孙明希, 鹿燕青, 李森, 寿钧, 孟祥杰. 余杭区流行性感冒流行特征分析[J]. 预防医学, 2024, 36(7): 626-629.
[12] 贾铭, 赵华, 彭菊意, 刘星宇, 刘宇丹, 侯嘉宁, 杨佳乐. 慢性病共病患者预后预测模型的范围综述[J]. 预防医学, 2024, 36(6): 491-495.
[13] 陈佩弟, 肖婷婷, 李新秀, 郑帅印, 黄芸. 2016—2023年乌鲁木齐市大气PM2.5污染分析及建立预测模型[J]. 预防医学, 2024, 36(6): 510-513.
[14] 杨艳娜, 李敏, 杨阳, 王祎. 一起学校肺炎支原体P1-Ⅱ型感染暴发疫情的流行病学调查[J]. 预防医学, 2024, 36(4): 342-344.
[15] 袁震, 沈先标, 季鹏, 严丽丽, 杨程. 宝山区大气污染物与儿科门诊量的关联研究[J]. 预防医学, 2024, 36(2): 143-146.
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