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第二次COVID激增何鸟在衣服筑巢下蛋时结束?看数学

科学新闻 2022-02-07 00:04:12

悉尼大学 平滑时间序列,确定佐治亚州和俄亥俄州的转折点

通过对“真实”转折点的认定,佐治亚决心进入第一波,而俄亥俄州决心进入第二波

在分析的最后一天,两个州都展示了它们最大的病例数(直到平滑)

准确的每日计数因数据源和数据访问日期而异

信用:尼克詹姆斯和马克斯门泽斯 数学家们开发了一个框架来确定区域何时进入和退出新冠肺炎感染激增期,为公共卫生决策者提供了一个有用的工具来帮助管理冠状病毒大流行

第一篇发表的关于美国各州第二波新冠肺炎感染病例的论文建议,政策制定者在解除限制之前,应该寻找数据中可证明的转折点,而不是感染率稳定或下降不足

数学家尼克·詹姆斯和马克斯·门泽斯发表了他们认为是对美国各州新冠肺炎感染率的第一次分析,以确定数据中表明浪涌何时开始或结束的转折点

澳大利亚数学家的新研究发表在今天由美国物理研究所出版的《混沌》杂志上

“在一些表现最差的州,政策制定者似乎一直在寻找感染率稳定或略有下降的机会

相反,卫生官员应该寻找可识别的局部最大值和最小值,显示浪涌何时达到峰值以及何时明显结束,”尼克·詹姆斯博士说

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悉尼大学数学和统计学院的学生

在这项研究中,两位数学家报告了一种分析新冠肺炎案例数的方法,以寻找第一波或第二波的证据

作者研究了从2020年1月21日到7月31日的7个月期间美国所有50个州和哥伦比亚特区的数据

他们发现,截至7月底,31个州和哥伦比亚特区正在经历第二次浪潮

两位数学家还利用COVIDlive的数据,应用这种方法分析了澳大利亚八个州和地区的感染率

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虽然澳大利亚的分析没有经过同行评审,但它确实采用了同行评审的方法

正如所料,分析清楚地表明维多利亚是个异类

该图根据新案例轨迹转折点的相似性对状态进行分组

时间序列的五个主要(子)集群被识别为具有以下行为:前31个状态加上D

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已经超过了第一波,现在正在经历第二波

垫底的13个州仍处于第一波

图表中间的最后六个州要么在一波之后使曲线变平(纽约和新泽西),要么正在脱离第一波(犹他州和亚利桑那州),要么已经完全完成了第二波(佛蒙特州和缅因州)

信用:尼克詹姆斯和马克斯门泽斯 “维多利亚州的数据显示,病例仍在下降,转折点——当地的最低水平——还没有出现。”

门泽斯说

他说,至少从数学的角度来看,维多利亚应该“坚持到底”

医生

清华大学尤数学科学中心的门泽斯说:“我们的方法允许仔细识别在管理COVID-19方面最成功和最不成功的美国州

" 结果显示,到7月底,纽约和新泽西的感染曲线完全变平,仅有一次激增

包括佐治亚州、加利福尼亚州和得克萨斯州在内的13个州的单次感染持续上升

31个州的感染率最初呈上升趋势,随后呈下降趋势,随后是第二次上升

这些州包括佛罗里达和俄亥俄州

詹姆斯先生说:“这不是一个预测模型

这是一个分析工具,可以帮助决策者确定冠状病毒感染的明显转折点

" 方法论 该方法对原始的每日病例数数据进行平滑处理,以消除周末期间人为的低计数,甚至消除当地点纠正错误时出现的一些负数

在平滑数据之后,使用数字技术来寻找波峰和波谷

由此可以确定转折点

医生

门泽斯说,他们的分析表明,政府不应该允许新病例增加,也不应该在病例数持平时减少限制

平滑的时间序列和确定的各州的转折点:(1)密西西比(2)佐治亚(3)加利福尼亚(4)德克萨斯(5)北卡罗来纳(6)被指定为序列的低谷-高峰,并被确定为第一次高潮

(6)佛罗里达(g)宾夕法尼亚和(h)俄亥俄州被确定为第二次高潮,顺序为低谷-高峰-低谷-高峰

(I)纽约和(j)新泽西被指定为序列槽-峰-槽,并被确定为完成了它们的第一次浪涌并使曲线变平

亚利桑那州和缅因州被指定为谷-峰谷和谷-峰-谷-峰-谷,在周期结束时为最终谷,并被确定为分别从其第一次和第二次浪涌开始下降

信用:马克斯门泽斯和尼克詹姆斯 “在放松任何限制之前,应该观察到一个真正的转折点,在这个转折点上,新病例正合理地处于低迷状态,而不仅仅是表现出稳定的波动

" 他说,这种分析不仅仅是很好的数学分析,使用了一种新的衡量转折点的方法,这项研究还处理了一个非常热门的问题:查看各州的数据

詹姆斯表示,积极将感染率降至最低似乎是击败第二波疫情的最佳方式

波峰和波谷 为了确定波峰和波谷,数学家开发的算法确定当下降曲线向上波动或上升曲线向下转向时出现转折点

只有那些波峰和波谷幅度相差一定最小值的序列才被计算在内

当一条曲线暂时变平,但在没有经历真正的低迷的情况下继续增加时,就会出现波动,因此该方法消除了这些错误的计数

这两位数学家都来自澳大利亚,他们是25年来最好的朋友

“但今年是我们第一次一起解决问题,”詹姆斯说

詹姆斯有统计学背景,曾在德克萨斯州、悉尼、旧金山和纽约市的初创企业和对冲基金工作

医生

门泽斯是一个纯粹的数学家,完成了他的博士学位

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2019年在哈佛和他在剑桥大学的本科数学

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