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Tipo do documento: Tese
Título: Modelagem preditiva de surtos epidêmicos usando redes neurais LSTM: uma aplicação para a covid-19
Autor: Fontoura, Marco Antonio Russi 
Primeiro orientador: Schimit, Pedro Henrique Triguis
Primeiro membro da banca: Schimit, Pedro Henrique Triguis
Segundo membro da banca: Monteiro, Luiz Henrique Alves
Terceiro membro da banca: Pereira, Fabio Henrique
Resumo: A pandemia causada pela COVID-19, nos seus três anos iniciais, resultou em uma sé- rie temporal de difícil predição devido a ações de políticas públicas e ao surgimento de novas variantes. Restrições de locomoção, novas variantes, vacinas e diferenças culturais resultaram em estágios distintos de disseminação do vírus, dificultando a aplicação de um único modelo de predição epidemiológica para prever toda a série temporal. Com isso, diferentes modelos foram necessários para os estágios da pandemia. Com base na aplica- ção de redes neurais em estudos epidemiológicos para predição de séries temporais, este trabalho busca desenvolver uma metodologia baseada em uma rede neural Long Short- Term Memory (LSTM) multicamadas, capaz de ser aplicada a quase três anos de dados da pandemia para prever a quantidade de novos casos diários da doença. A metodologia aplica uma série de testes, combinando diferentes dados de entrada da rede, como casos e vacinações diárias, buscando prever a quantidade de casos para alguns dias no futuro. Os experimentos foram aplicados ao Brasil e a outros países, apresentando bons resultados para previsões com quinze dias de antecedência, com potencial para identificar mudanças de tendência na linha temporal de casos diários. Essa capacidade é útil para detectar o início de novas ondas de contaminação, contribuindo para sistemas de alerta de órgãos de saúde pública e tomada de decisão imediata.
Abstract: The COVID-19 pandemic, in its initial three years, resulted in a time series that was difficult to predict due to public policy actions and the emergence of new variants. Mobility restrictions, new variants, vaccines, and cultural differences led to distinct stages of virus spread, making it challenging for a single epidemiological prediction model to forecast the entire time series, thus necessitating different models. Based on the application of neural networks in epidemiological studies for time series prediction, this work aims to develop a methodology based on a multi-layer Long Short-Term Memory (LSTM) neural network, capable of being applied to nearly three years of pandemic data to predict the number of new daily cases of the disease. The methodology applies a series of tests, combining different network input data, such as daily cases and vaccinations to predict the number of cases for several days into the future. The experiments were conducted for Brazil and other countries, showing good results for predictions up to fifteen days in advance, with the potential to identify trend changes in the daily case timeline. This capability is useful for detecting the onset of new waves of infection, contributing to public health alert systems and immediate decision-making.
Palavras-chave: análise de séries temporais
aprendizado de máquina
COVID-19
modelagem epidemiológica
redes LSTM
COVID-19 forecasting
epidemiological modelling
LSTM networks
machine learning
time series analysis
Área(s) do CNPq: CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Nove de Julho
Sigla da instituição: UNINOVE
Departamento: Informática
Programa: Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento
Citação: Fontoura, Marco Antonio Russi. Modelagem preditiva de surtos epidêmicos usando redes neurais LSTM: uma aplicação para a covid-19. 2024. 46 f. Tese( Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento) - Universidade Nove de Julho, São Paulo.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bibliotecatede.uninove.br/handle/tede/3620
Data de defesa: 20-Dez-2024
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento

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