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22? 浙江预防医学2O07年第19卷第6期Zhejiang PreyMed,June 2007,v0Il9,No.6
宁波市镇海区伤寒疫情ARIMA时间序列模型分析
董选军 胡依红
中图分类号:R516.3 文献标识码:B 文章编号:1007—0931(2007)06.0022-02
时问序列分析是专门用于分析时间序列资料的统计模
型。它考虑的不是变量间的因果关系,而是重点考察变量
在时间方面的发展变化规律,并为之建立数学模型。时间
序列分析法中又有指数平滑法、自回归线性模型、ARIMA
模型和季节藤构。这四种方法各有其特点,比较常用的就
是ARIMA模型,对于这种预测方法在疾病预防控制中有广
泛的用途。
ARIMA模型可分为:1、自回归模型(AR);2、滑动平
均模型(MA);3、自回归滑动平均混合模型(ARIMA)。
对象与方法
伤寒疫情数据来自宁波市镇海区疾病预防控制中心的
年报,人口数据采用镇海公安局的公布的平均年中人口数
据。统计软件采用SPSS13.0进行分析统计。
模型评价指标采用AIC准则(是Akaike信息准则)和
SBC准则(Schwarz贝叶斯准则),二者越小模型越好…。
结 果
1分析前数据处理 由于1985~2005年宁波市镇海区伤
寒疫情数据没有出现丢失现象,又考虑到伤寒疫情的发病
跟该区的发病率有季节上的联系,因此考虑采用季节发病
率进行时问序列分析。对该数据按季节进行建立时间变量。
由于部分季节的发病率为0,故把所有的发病率均加0.05
进行处理,使该数据能够满足ARIMA模型平稳性。
2时闻序列的图形化观察一般有序列图、自相关图、互
相关图和谱密度图。由于此次伤寒分析的数据为单个时间
序列模型,所以一般只要看序列图和自相图即可。序列图,
见图1。自相关图见图2、图3。
运用ARIMA方法的前提条件是:作为预测对象的时间
序列是一零均值的平稳随机序列。平稳随机序列的统计特
性不随时问的推移而变化。对上述图进行初步观察分析,
数据在中心线进行上下波动,说明该数据可以不需要经过
差分等数据变换处理。
3时间序列模型拟合根据多次的时间序列模型拟合分析
发现,最佳的拟合为采用logl0数据转换的ARIMA(1,0,
作者单位:浙江大学公共卫生学院,浙江 杭州
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图1镇海区1985~2005年伤寒疫情序列图
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图2 1985~2005年镇海区伤寒疫情季节ACF图
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图3 1985~2005年镇海区伤寒疫情季节PACF图
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浙江预防医学2007年第19卷第6期Zhejiang Prev Med,June 2007,Vol 19,No.6
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0)*(1,0,0)模型的显示的是最佳AIC为139.410,BIC
疫情发展拟合度欠佳,如1990年第二季度伤寒的实际发病
为149.133,预测值与实际值情况见下图4。模拟预测2006 率为127.94/10万,但是实际拟合为3.76/10万,相差了
年第一季度的伤寒发病率为6.14/10万,而实际伤寒发病率 33.03倍,误差比较大,从图形上看但是对1991—2003年间
为2.25/10万,两者相比为2.73。
的伤寒吻合率较高,能够较好的反映真实情况,但是当疫
l40
情有大的波动时,预测也发生了一定的偏差。
l20
l00
在应用ARIMA模型中,对各种具体的ARIMA要进行多
。。
次核算,不能一次确定具体的模型。模型识别、参数估计、
2 60
40
检验修正三个过程之间相互作用、相互影响,有时需要交
20
叉进行、反复实验,才能最终确定模型形式,这对应用
0
量量塞量星量至塞至至莹量室莹萋§蚕 §蚕§量
ARIMA模型在传染病疫情中的预测带来了一定的困难。但
年份
是随着这些ARIMA模型不断地正确应用,相信,ARIMA数
据模型将会不断的被广泛应用。
图4 1985 2005年镇海区伤寒疫情实际发病率与拟合发病
率图
参考文献
[1]D’Amico AV,Desjardin A,Chung A,et a1.Assessment of outcome
讨论
prediction models for patients witlI localized prostate carcinoma maned
with radical prostatectomy or external beam radiation therapy[J].
国外对时间序列报道比较多,传染病预测方面也有所
Cancer,1998,82:l887~1896.
报道如Antunes JL[ 、Quenel P[ 、Ocana.Riola R[ 、Tong Sl5J
[2]Antunes JL,Waldman EA.Tuberculosis in the twentieth century:
等。但是在中国,时间序列模型中的ARIMA模型主要应用
tlme.series mortality in Sao Paulo,Brazil,1900—97【J].Cad Saude
于经济数据分析,如股票分析。对传染病的预测文献还较
Publica,1999,15:463~476.
少,相关报道有文进和赛晓勇等,在文进的中国道路交通
[3]Quenel P,DabW.Influenza Aand B epidemic criteria based ontime-
伤害的时间序列分析中指出,该模型较好的预测了中国道
series analysis of healht Services Surveillnace data【J].Eur J
路交通伤害的发生率,但在传染病疫情预测方面,中国还
Epideniol,1998,14:275~285.
未曾有人报道。
[4]Ocana.Rida R.[Efficacy of time series analysis in healht plnaning for
本文对宁波市镇海区1985—2005年的伤寒疫情资料进
cancer in spain][J].Aten Primaria,2004,34:15~l9.
行了分析,采用AIC和BIC标准进行检验,经过多次拟合
[5]Tong S,Hu W.Climate variation and incidence Of Ross river virus in
发现,ARIMA(1,0,0)*(1,0,0)的AIC和BIC比较
Cairns,Australia:a time-esries analysis[J].Environ Healht
小,比较符合该伤寒疫情数据,并且预测2006年第一季度
Perspect,2001,109:1271~1273.
(收稿151期:2oo6-o7.o4)
的伤寒发病率为6.14/10万,但是现伤寒的实际发病率为
2.25/10万,与实际相差还比较远,而且ARIMA模型对爆发
(上接第2O页)考虑可能某些HIV初筛实验室还有些不完
是不确定,WB法确认排除的2例均为国产ELISA法试剂S/
善的地方,如检测人员的相对不固定,还需要加强室内的
CO值在1 6间,这也提示我们确实有很多因素可以造成
质量控制等。
HIV抗体初筛阳性而确认阴性,如血清标本要避免严重的
我们知道,筛查实验和确认实验方法的特异性不同, 脂血和溶血,另外还存在一些生物性假阳性,患有自身免
所以复检和确认结果也应该有差异。本筛查中心实验室复
疫性疾病(如系统性红斑狼疮、风湿病等)、寄生虫病(如
检后,上送的标本确认阳性率也是逐年提高,2005年的确
疟疾等)的患者血清标本,ELISA法常常会出现HIV抗体
认阳性率达到了80.5%,要高于其他的筛查中心实验
假阳性。因此,必须确认实验才能下结论。
室N,21。我们分析可能与我们近两年来选择的复捡试剂有
关。作为筛查中心实验室,我们在选择复检试剂时,参考
参考文献
省疾控提供的艾滋病诊断试剂的某些信息。而文献中也有
[1]黄泓艳,胡中旺,王海.HIV抗体可疑标本实验室检测结果分
报道,提出新一代的ELISA试剂(进口)和PA试剂在几种
析[J].安徽预防医学杂志,1005,11(4):227~228.
筛查试剂中敏感性和特异性最高0】。另外在实验结果中,
[2]王拥军,黄伯里,杨雪梅,等.6种HIV抗体检测试剂的评价
我们也看到了复检一阳一阴的确认阳性率为O%l】。】,但仍
[J].实用预防医学,2005,12(3):664~665.
有2例是确认不确定,这也提示我们对这些一阳一阴的标
[3]常宏伟,刘国生,张辉,等.艾滋病筛壹检测结果分析[J].
本不能掉以轻心,也需要及时将标本送确认实验室进行确
临床和实验医学杂志,2006,5(6):709.
认。而复检实验两阳的结果确认阳性率是95.0%,除1例
(收稿日期:2006-09-82)
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