Прогнозирующая модель для COVID

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 4126 (2023) Цитировать эту статью

1350 Доступов

1 Цитаты

4 Альтметрика

Подробности о метриках

Пандемический пластик (например, маски, перчатки, фартуки и бутылки с дезинфицирующими средствами) является глобальным последствием отходов, зараженных пандемией COVID-19, количество которых значительно возросло во всем мире. Эти опасные отходы играют важную роль в загрязнении окружающей среды и косвенно способствуют распространению COVID-19. Прогнозирование воздействия этих отходов на окружающую среду может быть использовано для обеспечения ситуационного управления, проведения контрольных процедур и снижения последствий COVID-19. В связи с этим в представленном исследовании была предпринята попытка предоставить прогностическую модель на основе глубокого обучения для прогнозирования распространения пандемического пластика в мегаполисах Ирана. В качестве методологии была собрана база данных с 27 февраля 2020 г. по 10 октября 2021 г. по распространению COVID-19 и использованию средств индивидуальной защиты в этот период. Набор данных был обучен и проверен с использованием обучающего (80%) и тестового (20%) наборов данных с помощью процедуры глубокой нейронной сети (DNN) для прогнозирования пандемического пластикового загрязнения. Производительность модели на основе DNN контролируется матрицей путаницы, кривой рабочих характеристик приемника (ROC) и обосновывается k-ближайшими соседями, деревом решений, случайными лесами, машинами опорных векторов, гауссовским наивным байесовским алгоритмом, логистической регрессией и многоуровневым методом. перцептронные методы. По результатам сравнительного моделирования установлено, что модель на основе DNN прогнозирует точнее, чем другие методы, и имеет значительное превосходство над другими с меньшей долей ошибок (MSE = 0,024, RMSE = 0,027, MAPE = 0,025). Результаты анализа кривой ROC (общая точность) показывают, что модель DNN (AUC = 0,929) имела самый высокий балл среди других.

Новое коронавирусное заболевание (2019-nCoV), названное Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) коронавирусной болезнью 2019 года (COVID-19), впервые было зарегистрировано 31 декабря 2019 года в Ухане, Китай1. В связи с ростом числа инфицированных во всем мире ВОЗ ввела вспышку COVID-19 как пандемию. По состоянию на 10 октября 2021 года более 240 миллионов человек во всем мире были инфицированы COVID-19, и это привело к смерти более 4,9 миллиона человек2. Распространение пандемии COVID-19 повлияло на образ жизни людей в нескольких областях, таких как культурная, социальная, образовательная, экономическая и экологическая, что привело к более консервативным действиям. Невосполнимый ущерб экономике стран нанесли рост числа больных и введение карантина3. Воздействие COVID-19 на окружающую среду также является значительным. Хотя распространение COVID-19 и вынужденное прекращение образования загрязнителей воздуха, парниковых газов, промышленных сточных вод и отходов, а также прекращение деградации природных ресурсов предоставили окружающей среде возможность дышать, распространение этой пандемии привело к образованию отходов. что оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую среду4. С момента вспышки COVID-19 произошел беспрецедентный рост использования одноразовых пластиковых материалов (SUP), таких как бутылки с дезинфицирующим средством для рук, медицинские тест-наборы, пластиковые пакеты и т. д. Кроме того, использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) включая маски для лица, дезинфицирующие салфетки, халаты, лицевые щитки и перчатки, рекомендовано ВОЗ для уменьшения распространения COVID-19 от человека к человеку. Таким образом, управление отходами, образующимися в результате использования SUP и СИЗ, вызывает обеспокоенность, которая омрачает глобальные системы здравоохранения и подрывает экономику стран. Из-за необычного образования отходов Covid-19 в больницах и домашних хозяйствах на разных континентах возникла чрезвычайная ситуация с отходами5. С момента вспышки COVID-19 количество пластиковых отходов, производимых во всем мире, оценивается в 1,6 миллиона тонн в день, а также ежедневно во всем мире выбрасывается почти 3,4 миллиарда масок6. В Таблице 1 представлена ​​информация о количестве использованных масок и образовавшихся пластиковых отходов во время пандемии COVID-19. Между тем, по оценкам, в 2020 году Китай произведет почти 702 миллиона тонн пластиковых отходов, занимая первое место. Иран находится на 13-м месте в мире, производя 62 миллиона тонн.