ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ АНАЛІЗУ ТА ПРОГНОЗУВАННЯ КІЛЬКОСТІ НОВИХ ВИПАДКІВ ЗАХВОРЮВАНЬ НА КОРОНАВІРУС SARS-COV-2 В УКРАЇНІ НА ОСНОВІ МОДЕЛІ PROPHET

Анотація

Розроблено інформаційну технологію аналізу та прогнозування кількості нових підтверджених випадків захворювань на коронавірус «COVID-19», викликаних інфекцією SARS-CoV-2, на прикладі щодобових сумарних по Україні даних поточної «хвилі» з урахуванням різних свят і псевдосвят, які можуть мати аномальний вплив. Проведено огляд відомих моделей для врахування таких аномалій та обґрунтовано, що за сучасних коротких рядів даних спостережень та інших умов оптимальною для розв’язання цієї задачі є модель Facebook Prophet. Охарактеризовано наявні дані щодо можливих часових аномалій по Україні у відомому датасеті Google-платформи «COVID-19 Open Data» та запропоновано яким чином можна адаптивно враховувати такі аномалії, як: державні свята, дати, коли за даними NOAA було дуже тепло і не було опадів та дати послаблення карантину за інформацією з «Oxford COVID-19 government response tracker». Розроблено алгоритм застосування запропонованої інформаційної технології з двоетапною ідентифікацією параметрів та окремим валідаційним датасетом для ідентифікації оптимальної структури моделі на кожному з цих етапів. Створено програмне забезпечення на Python на базі платформи Kaggle, яке застосовано, як для України, так і ще для 69 країн світу. Для прискорення роботи, по-перше, розроблено спрощену версію моделі лише з одним етапом її ідентифікації, а по-друге, створено новий датасет «COVID-19: Holidays of countries» з інформацією про свята 70 країн світу, адаптований до потреб цієї технології та розміщений у Kaggle у форматі відкритих даних. За допомогою ідентифікованих моделей отримано низку важливих висновків щодо розуміння закономірностей поширення коронавірусу як в Україні, так і в інших 69 країнах світу. Побудовано модель, яка забезпечує моделювання кількості нових підтверджених випадків захворювань на коронавірус в Україні на 2 тижні вперед з похибкою 2,2 % та зроблено прогноз на наступні 2 тижні, який передано у Робочу групу з математичного моделювання проблем, пов’язаних з епідемією коронавірусу SARS-CoV-2 в Україні.