Please wait a minute...
Advanced Search
数据分析与知识发现
  本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
基于灰狼优化与多机器学习的重大传染病集合预测研究——以COVID-19疫情为例
曲宗希,沙勇忠,李雨桐
(兰州大学管理学院 兰州730000)     (兰州大学应急管理研究中心 兰州 730000)
Predicting Major Infectious Diseases based on Grey Wolf Optimization and Multi-machine Learning: Case Study of COVID-19
Qu Zongxi,Sha Yongzhong,Li Yutong
(School of Management, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China) (Research Center for Emergency Management, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China)
全文:
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

[目的]预知重大传染病的发展趋势可提前制定应对措施,探索基于多机器学习的集合预测方法建立准确有效的传染病疫情预测模型。

[方法]基于灰狼优化算法,搜索ANFIS、LSSVM和LSTM三种机器学习的最优权重组合,建立重大传染病集合预测模型。通过COVID-19疫情数据设计实验评估模型预测性能。

[结果] ANFIS、LSSVM和LSTM分别适用于确诊、死亡和恢复病例情景;基于灰狼优化的集合预测模型在三种情景下的R2分别达到了0.987、0.993和0.987,相较于单项模型的平均RMSE分别降低了38.79%、64.40%和53.88%。

[局限]模型需使用其他重大传染病疫情数据进一步验证。

[结论]不同机器学习的预测表现各有所长,基于灰狼优化的集合预测模型能够有效融合多机器学习优势,从而获得稳定、精确的预测结果。

服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
关键词 重大传染病疫情集合预测灰狼优化机器学习     
Abstract

[Objective] Building an accurate and effective forecasting model for major infectious diseases based on multi-machine learning can predict outbreak trends and help formulate countermeasures in advance.

[Methods] Based on the Gray Wolf Optimization algorithm, three machine learning optimal weight combinations of ANFIS, LSSVM and LSTM are searched to establish an ensemble prediction model. Experiments are designed to assess the model prediction performance by COVID-19 epidemic data.

[Results] The results show that ANFIS, LSSVM, and LSTM were suitable for confirmed case, death case, and recovery case scenarios, respectively; the R2 of the ensemble prediction model based on Gray Wolf Optimization reached 0.987, 0.993, and 0.987 for the three scenarios. The average RMSE was reduced by 38.79%, 64.40%, and 53.88% compared to the single model, respectively.

[Limitations] The model needs to be further verified by using other major infectious disease epidemic data sets.

[Conclusions] Different machine learning models have their own prediction performance, and the ensemble prediction model based on Gray Wolf Optimization can effectively merge the advantages of multiple machine learning models to obtain stable and accurate prediction results.


Key words Major infectious disease outbreak    Ensemble prediction    Grey Wolf Optimization    Machine learning
     出版日期: 2022-06-20
ZTFLH:  R183  
  TP181  
引用本文:   
曲宗希, 沙勇忠, 李雨桐. 基于灰狼优化与多机器学习的重大传染病集合预测研究——以COVID-19疫情为例 [J]. 数据分析与知识发现, 10.11925/infotech.2096-3467.2021-1269.
Qu Zongxi, Sha Yongzhong, Li Yutong. Predicting Major Infectious Diseases based on Grey Wolf Optimization and Multi-machine Learning: Case Study of COVID-19 . Data Analysis and Knowledge Discovery, 0, (): 1-.
链接本文:  
https://manu44.magtech.com.cn/Jwk_infotech_wk3/CN/10.11925/infotech.2096-3467.2021-1269      或      https://manu44.magtech.com.cn/Jwk_infotech_wk3/CN/Y0/V/I/1
[1] 聂卉, 吴晓燕. 结合梯度提升树算法与可解释机器学习模型SHAP的抑郁症影响因素研究*[J]. 数据分析与知识发现, 2024, 8(3): 41-52.
[2] 张云秋, 黄麒霏, 朱祥. 基于关系融合和双向扩散模型的药物与靶标关系预测方法研究*[J]. 数据分析与知识发现, 2024, 8(2): 155-167.
[3] 刘智锋, 王继民. 可解释机器学习在信息资源管理领域的应用研究综述*[J]. 数据分析与知识发现, 2024, 8(1): 16-29.
[4] 刘天畅, 王雷, 朱庆华. 基于SHAP解释方法的智慧居家养老服务平台用户流失预测研究*[J]. 数据分析与知识发现, 2024, 8(1): 40-54.
[5] 徐晨, 张巍. 不平衡数据背景下基于文本线索的公益众筹欺诈项目检测*[J]. 数据分析与知识发现, 2023, 7(9): 125-135.
[6] 韦华楠, 雷鸣, 汪雪锋, 余音. 基础研究资助导向识别及演化分析:以NSF为例[J]. 数据分析与知识发现, 2023, 7(5): 10-20.
[7] 林伟振, 刘洪伟, 陈燕君, 温展明, 易闽琦. 基于在线评论的顾客满意度研究——以健康监测穿戴产品为例*[J]. 数据分析与知识发现, 2023, 7(5): 145-154.
[8] 蒋林甫, 袁贞明, 张邢炜, 姜华强, 孙晓燕. 基于PCHD-TabNet的十年冠心病预测*[J]. 数据分析与知识发现, 2023, 7(5): 133-144.
[9] 吕琦, 上官燕红, 张琳, 黄颖. 基于文本内容自动分类的跨学科测度研究*[J]. 数据分析与知识发现, 2023, 7(4): 56-67.
[10] 曲宗希, 沙勇忠, 李雨桐. 基于灰狼优化与多机器学习的重大传染病集合预测研究——以COVID-19疫情为例*[J]. 数据分析与知识发现, 2022, 6(8): 122-133.
[11] 赵杨, 严周周, 沈棋琦, 李钟航. 基于机器学习的医疗健康APP隐私政策合规性研究*[J]. 数据分析与知识发现, 2022, 6(5): 112-126.
[12] 王露, 乐小虬. 科技论文引用内容分析研究进展[J]. 数据分析与知识发现, 2022, 6(4): 1-15.
[13] 王若佳, 严承希, 郭凤英, 王继民. 基于用户画像的在线健康社区用户流失预测研究*[J]. 数据分析与知识发现, 2022, 6(2/3): 80-92.
[14] 吴金红, 穆克亮. 国际期刊异常行为的自动识别与预警研究*[J]. 数据分析与知识发现, 2022, 6(2/3): 385-395.
[15] 胡雅敏, 吴晓燕, 陈方. 基于机器学习的技术术语识别研究综述[J]. 数据分析与知识发现, 2022, 6(2/3): 7-17.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
版权所有 © 2015 《数据分析与知识发现》编辑部
地址:北京市海淀区中关村北四环西路33号 邮编:100190
电话/传真:(010)82626611-6626,82624938
E-mail:jishu@mail.las.ac.cn