Visible and Real Sizes of New COVID-19 Pandemic Waves in Ukraine

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorNesteruk, I.
dc.date.accessioned2022-04-28T11:57:54Z
dc.date.available2022-04-28T11:57:54Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenBackground. To simulate the COVID-19 pandemic dynamics, various data sets and different mathematical models can be used. In particular, previous simulations for Ukraine were based on smoothing of the dependence of the number of cases on time, classical and the generalized SIR (susceptible-infected-removed) models. Different simulation and comparison methods were based on official accumulated number of laboratory confirmed cases and the data reported by Johns Hopkins University. Since both datasets are incomplete (a very large percentage of infected persons are asymptomatic), the accuracy of calculations and predictions is limited. In this paper we will try to assess the degree of data incompleteness and correct the relevant forecasts. Objective. We aimed to estimate the real sizes of two new epidemic waves in Ukraine and compare them with visible dynamics based on the official number of laboratory confirmed cases. We also aimed to estimate the epidemic durations and final numbers of cases. Methods. In this study we use the generalized SIR model for the epidemic dynamics and its known exact solution. The known statistical approach is adopted in order to identify both the degree of data incompleteness and parameters of SIR model. Results. We have improved the method of estimating the unknown parameters of the generalized SIR model and calculated the optimal values ​​of the parameters. In particular, the visibility coefficients and the optimal values of the model parameters were estimated for two pandemic waves in Ukraine occurred in December 2020–March 2021. The real number of cases and the real number of patients spreading the infection versus time were calculated. Predictions of the real final sizes and durations of the pandemic in Ukraine are presented. If current trends continue, the end of the pandemic should be expected no earlier than in August 2022. Conclusions. New method of the unknown parameters identification for the generalized SIR model was proposed, which allows estimating the coefficients of data incompleteness as well. Its application for two pandemic waves in Ukraine has demonstrated that the real number of COVID-19 cases is approximately four times higher than those shown in official statistics. Probably, this situation is typical for other countries. The reassessments of the COVID-19 pandemic dynamics in other countries and clarification of world forecasts are necessary.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Для моделювання динаміки пандемії COVID-19 можуть бути використані різні набори даних та різні математичні моделі. Зокрема, попередні моделювання для України базувались на згладжуванні залежності кількості випадків від часу, класичних та узагальнених SIR-моделях (сприйнятливі–інфіковані–видалені). Різні методи моделювання та порівняння базувались на офіційних даних про накопичену кількість лабораторно підтверджених випадків і даних, повідомлених Університетом Джона Хопкінса. Оскільки обидва набори даних є неповними (дуже великий відсоток заражених не мають симптомів), то точність розрахунків і прогнозів є обмеженою. У цій роботі ми спробуємо оцінити ступінь неповноти даних і виправити відповідні прогнози. Мета. Ми оцінюємо реальні розміри двох нових епідемічних хвиль в Україні та порівнюємо їх із видимою динамікою на основі офіційної кількості лабораторно підтверджених випадків. Також ми оцінюємо тривалість епідемії та остаточну кількість випадків. Методика реалізації. Використано узагальнену SIR-модель для динаміки епідемії та її відомий точний розв’язок. Відомий статистичний підхід застосовано для того, щоб визначити як ступінь неповноти даних, так і параметри SIR-моделі. Результати. Удосконалено метод оцінки невідомих параметрів узагальненої SIR-моделі та розраховано оптимальні значення параметрів. Зокрема, коефіцієнти видимості та оптимальні значення параметрів моделі оцінено для двох пандемічних хвиль в Україні, що відбулись у грудні 2020–березні 2021 рр. Розраховано часові залежності для реальної кількості випадків та реальної кількості хворих, що поширюють інфекцію. Представлено прогнози реальних кінцевих розмірів і тривалості пандемії в Україні. Якщо поточні тенденції збережуться, закінчення пандемії слід очікувати не раніше серпня 2022 року. Висновки. Запропоновано новий метод ідентифікації невідомих параметрів для узагальненої SIR-моделі, який дає змогу також оцінити коефіцієнти неповноти даних. Його застосування для двох пандемічних хвиль в Україні продемонструвало, що реальна кількість випадків захворювання на COVID-19 приблизно в чотири рази перевищує показники офіційної статистики. Можливо, така ситуація характерна і для інших країн. Необхідні переоцінка динаміки пандемії COVID-19 в інших країнах й уточнення світових прогнозів.uk
dc.format.pagerangePp. 85-96uk
dc.identifier.citationNesteruk, I. Visible and Real Sizes of New COVID-19 Pandemic Waves in Ukraine / Nesteruk I. // Innovative Biosystems and Bioengineering. – 2021. – Vol. 5, No. 2. – Pp. 85-96. – Bibliogr.: 93 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/ibb.2021.5.2.230487
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/47051
dc.language.isoenuk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Instituteuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceInnovative Biosystems and Bioengineering: international scientific e-journal, Vol. 5, No. 2uk
dc.subjectCOVID-19 pandemicuk
dc.subjectepidemic dynamics in Ukraineuk
dc.subjectmathematical modeling of infection diseasesuk
dc.subjectSIR modeluk
dc.subjectParameter identificationuk
dc.subjectstatistical methodsuk
dc.subjectпандемія COVID-19uk
dc.subjectдинаміка епідемії в Україніuk
dc.subjectматематичне моделювання інфекційних захворюваньuk
dc.subjectSIR-модельuk
dc.subjectідентифікація параметрівuk
dc.subjectстатистичні методиuk
dc.subject.udc519.2:519.8uk
dc.titleVisible and Real Sizes of New COVID-19 Pandemic Waves in Ukraineuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
230487-Текст статті-526280-1-10-20210503.pdf
Розмір:
890.16 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Innovative Biosystems and Bioengineering: international scientific e-journal, Vol. 5, No. 2