$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

검색어 빈도 데이터를 반영한 코로나 19 확진자수 예측 딥러닝 모델
Predicting the Number of Confirmed COVID-19 Cases Using Deep Learning Models with Search Term Frequency Data 원문보기

정보처리학회논문지. KIPS transactions on software and data engineering. 소프트웨어 및 데이터 공학, v.12 no.9, 2023년, pp.387 - 398  

정성욱 (서울대학교 언론정보연구소, 성균관대학교)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

코로나 19 유행은 인류 생활 방식과 패턴에 큰 영향을 주었다. 코로나 19는 침 방울(비말)은 물론 공기를 통해서도 감염되기 때문에 가능한 대면 접촉을 피하고 많은 사람이 가까이 모이는 장소는 피할 것을 권고하고 있다. 코로나 19 환자와 접촉했거나 코로나 19 환자가 발생한 장소에 있었던 사람이 코로나 19에 감염되었을 것을 염려한다면 구글에서 코로나 19 증상을 찾아볼 것이라고 충분히 예상해 볼 수 있다. 본 연구에서는 과거 독감 감시와 관리에 중요 역할을 했었던 구글 트렌드(Google Trends)를 다시 소환하고 코로나 19 확진자수 데이터와 결합하여 미래의 코로나 19 확진자수를 예측할 수 있을지 딥러닝 모델(DNN & LSTM)을 사용한 탐색적 데이터 분석을 실시하였다. 특히 이 연구에 사용된 검색어 빈도 데이터는 공개적으로 사용할 수 있으며 사생활 침해의 우려도 없다. 심층 신경망 모델(DNN model)이 적용되었을 때 한국에서 가장 많은 인구가 사는 서울(960만 명)과 두 번째로 인구가 많은 부산(340만 명)에서는 검색어 빈도 데이터를 포함하여 예측했을 때 더 낮은 오류율을 기록했다. 이와 같은 분석 결과는 검색어 빈도 데이터가 일정 규모 이상의 인구수를 가진 도시에서 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 보여주는 것이다. 우리는 이와 같은 예측이 더 강력한 예방 조치의 실행이나 해제 같은 정책을 결정하는데 근거 자료로 충분히 사용될 수 있을 것으로 믿는다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The COVID-19 outbreak has significantly impacted human lifestyles and patterns. It was recommended to avoid face-to-face contact and over-crowded indoor places as much as possible as COVID-19 spreads through air, as well as through droplets or aerosols. Therefore, if a person who has contacted a COV...

주제어

표/그림 (10)

참고문헌 (48)

  1. M. Vallee, "Doing nothing does something: Embodiment?and data in the COVID-19 pandemic," Big Data & Society,?Vol.7, No.1, pp.1-12,? 

  2. Centers for Disease Control and Prevention. How?COVID-19 Spreads, 2021. Available at www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/prevent-getting-sick/how-covid-spreads.html.? 

  3. F. Petropoulos and Makridakis, S. "Forecasting the novel?coronavirus COVID-19," PloS one, Vol.15, No.3, pp.?e0231236,? 

  4. J. Stubinger and L. Schneider, "Epidemiology of coronavirus covid-19: Forecasting the future incidence in?diferent countries," Healthcare, Vol.8, No.2, pp.99,? 

  5. A. Tobias, "Evaluation of the lockdowns for the SARSCoV2 epidemic in Italy and Spain after one month follow?up," Science of the Total Environment, Vol.725, pp.138539,?2020.? 

  6. Y. Li, M. Liang, X. Yin, X. Liu, M. Hao, Z. Hu, Y. Wang,?and L. Jin, "COVID-19 epidemic outside China: 34?founders and exponential growth," Journal of Investigative?Medicine, Vol.69, No.1, pp.52-55, 2021.? 

  7. T. Chakraborty and I. Ghosh "Real-time forecasts and risk?assessment of novel coronavirus (COVID-19) cases: A?data-driven analysis," Chaos, Solitons & Fractals, Vol.135,?pp.109850,? 

  8. M. Perc, N. Gorisek Miksic, M. Slavinec, and A. Stozer,?"Forecasting covid-19," Frontiers in Physics, Vol.8, pp.127,?2020.? 

  9. S. J. Fong, G. Li, N. Dey, R. G. Crespo, and E. Herrera?Viedma, "Finding an accurate early forecasting model?from small dataset: A case of 2019-nCoV novel coronavirus outbreak," International Journal of Interactive Multimedia and Artificial Intelligence, Vol.6, No.1, pp.132-140,?2020.? 

  10. Z. Yang et al., "Modified SEIR and AI prediction of the?epidemics trend of COVID-19 in China under public?health interventions," Journal of Thoracic Disease, Vol.12,?No.3, pp.165,? 

  11. B. Pirouz, S. Shaffiee Haghshenas, S. Shaffiee Haghshenas,?and P. Piro, "Investigating a serious challenge in the sustainable development process: Analysis of confirmed cases?of COVID-19 (new type of coronavirus) through a binary?classification using artificial intelligence and regression?analysis," Sustainability, Vol.12, No.6, pp.2427,? 

  12. L. Qin, Q. Sun, Y. Wang, K. F. Wu, M. Chen, B. C. Shia,?and S. Y. Wu, "Prediction of number of cases of 2019 novel?coronavirus (COVID-19) using social media search index,"?International Journal of Environmental Research and?Public Health, Vol.17, No.7, pp.2365,? 

  13. M. Santillana, E. O. Nsoesie, S. R. Mekaru, D. Scales, and?J. S. Brownstein, "Using clinicians' search query data to monitor influenza epidemics," Clinical Infectious Diseases,?Vol.59, No.10, pp.1446-1450, 2014a.? 

  14. S. Yang, M. Santillana, and S. C. Kou, "Accurate estimation?of influenza epidemics using Google search data via?ARGO," Proceedings of the National Academy of Sciences,?Vol.112, No.47, pp.14473-14478, 2015.? 

  15. M. Helft, "Google uses searches to track flu's spread," The?New York Times, 11 November, 2008. Available at https://www.nytimes.com/2008/11/12/technology/internet/12flu.html?_r0#.? 

  16. S. Cook, C. Conrad, A. L. Fowlkes, and M. H. Mohebbi,?"Assessing Google flu trends performance in the United?States during the 2009 influenza virus A (H1N1) pandemic." PloS one, Vol.6, No.8, pp.e23610, 2011.? 

  17. D. Butler, "When Google got flu wrong," Nature News,?Vol.494, pp.155-156, 2013.? 

  18. M. Santillana, D. W. Zhang, B.M. Althouse, and J. W. Ayers,?"What can digital disease detection learn from(an external?revision to) Google Flu Trends?" American Journal of?Preventive Medicine, Vol.47, No.3, pp.341-347, 2014b.? 

  19. World Health Organization, "Transmission of SARS-CoV-2:?implications for infection prevention precautions," 2020.?Available at https://www. who. int/news-room/commentaries/detail/transmission-of-sars-cov-2-implications-for-infection-prevention-precautions.? 

  20. World Health Organization, "Coronavirus disease (COVID19): How is it transmitted?," 2021. Available at https://www.who.int/news-room/q-a-detail/coronavirus-disease-covid-19-how-is-it-transmitted.? 

  21. A. de Fatima Cobre et al., "Diagnosis and prediction of?COVID-19 severity: Can biochemical tests and machine?learning be used as prognostic indicators?," Computers in?Biology and Medicine, Vol.134, pp.104531, 2021.? 

  22. A. Daoud, R, Kim, and S. V. Subramanian, "Predicting?women's height from their socioeconomic status: A?machine learning approach," Social Science & Medicine,?Vol.238, pp.112486,? 

  23. N. L. Bragazzi, H. Dai, G. Damiani, M. Behzadifar, M.?Martini, and J. Wu, "How big data and artificial intelligence?can help better manage the COVID-19 pandemic,"?International Journal of Environmental Research and?Public Health, Vol.17, No.9, pp.3176, 2020.? 

  24. D. W. Seo and S. Y. Shin, "Methods using social media?and search queries to predict infectious disease outbreaks," Healthcare Informatics Research, Vol.23, No.4,?pp.343-348, 2017.? 

  25. J. Ginsberg, M. H. Mohebbi, R. S. Patel, L. Brammer, M.?S. Smolinski, and L. Brilliant, "Detecting influenza epidemics using search engine query data." Nature, Vol.457,?No.7232, pp.1012-1014, 2009.? 

  26. D. J. McIver and J. S. Brownstein, "Wikipedia usage estimates prevalence of influenza?like illness in the United?States in near real-time," PLoS Computational Biology,?Vol.10, No.4, pp.e1003581, 2014.? 

  27. E. H. Chan, V, Sahai, C, Conrad, and J. S. Brownstein,?"Using web search query data to monitor dengue epidemics: A new model for neglected tropical disease surveillance," PLoS Neglected Tropical Diseases, Vol.5, No.5,?pp.e1206, 2011.? 

  28. S. Yousefinaghani, R. Dara, S. Mubareka, and S. Sharif,?"Prediction of COVID-19 waves using social media and?Google search: A case study of the US and Canada,"?Frontiers in Public Health, Vol.9, pp.656635, 2021.? 

  29. S. Ben et al., "Global internet search trends related to?gastrointestinal symptoms predict regional COVID-19?outbreaks," Journal of Infection, Vol.84, No.1, pp.56-63,?2022.? 

  30. S. Prasanth, U. Singh, A. Kumar, V. A. Tikkiwal, and P.?H. Chong, "Forecasting spread of COVID-19 using google?trends: A hybrid GWO-deep learning approach," Chaos,?Solitons & Fractals, Vol.142, pp.110336, 2021.? 

  31. Z. Pan, H. L. Nguyen, H. Abu-Gellban, and Y. Zhang,?"Google trends analysis of covid-19 pandemic," In 2020?IEEE International Conference on Big Data (Big Data),?IEEE, pp.3438-3446, 2020.? 

  32. J. Brownlee, "How to control the stability of training neural?networks with the batch size," In: Machine Learning?Mastery, 2020. Available at: https://machinelearningmastery.com/how-to-control-the-speed-and-stability-of-training-neural-networks-with-gradient-descent-batch-size/? 

  33. Tensorflow: Recurrent Neural Networks (RNN) with Keras,?2021. Available at: https://www.tensorflow.org/guide/keras/rnn.? 

  34. F. Chollet, "Deep learning with Python," Shelter Island:?Manning Publications Co., 2017.? 

  35. N. A. Zambri, A. Mohamed, and M. Z. C. Wanik, "Performance comparison of neural networks for intelligent?management of distributed generators in a distribution?system," International Journal of Electrical Power & Energy?Systems, Vol.67, pp.179-190, 2015.? 

  36. R. Miotto, L. Li, B. A. Kidd, and J. T. Dudley, "Deep patient:?an unsupervised representation to predict the future of?patients from the electronic health records." Scientific?Reports. Vol.6, No.26094, pp.1-10, 2016.? 

  37. D. Hudgeon and R. Nichol, "Machine learning for business: Using Amazon SageMaker and Jupyter," Shelter?Island:Manning Publications Co.,?2019. 

  38. S. Kim and H. Kim, "A new metric of absolute percentage?error for intermittent demand forecasts," International?Journal of Forecasting, Vol.32, No.3, pp.669-679, 2016.? 

  39. J. Lago, F. De Ridder, and B. De Schutter, "Forecasting?spot electricity prices: Deep learning approaches and?empirical comparison of traditional algorithms," Applied?Energy, Vol.221, pp.386-405, 2018.? 

  40. J. L. Leevy, T. M. Khoshgoftaar, and F. Villanustre, "Survey?on rnn and crf models for de-identification of medical free?text," Journal of Big Data, Vol.7, No.73, pp.1-22, 2020.? 

  41. A. Geron, "Hands-on machine learning with Scikit-Learn,?Keras, and TensorFlow: Concepts, tools, and techniques?to build intelligent systems," Sebastopol: O'Reilly Media,?2019.? 

  42. J. Chung, C. Gulcehre, K. Cho, and Y. Bengio, "Empirical?evaluation of gated recurrent neural networks on sequence?modeling," arXiv: 1412.3555, 2014.? 

  43. R. Jozefowicz, W. Zaremba, and I. Sutskever, "An empirical?exploration of recurrent network architectures," International Conference on Machine Learning, pp. 2342-2350,?2015.? 

  44. R. Han, "COVID-19 confirmed after 2 weeks↓" Mathematicians predict...Quarantine authorities cautious. (2022.?12.01). Retrieved 12/28/2022 from https://news.jtbc.co.kr/article/article.aspx?news_idNB12105367? 

  45. F. S. Lu, M. W. Hattab, C. L. Clemente, M. Biggerstaff, and?M. Santillana, "Improved state-level influenza nowcasting?in the United States leveraging Internet-based data and?network approaches," Nature Communications, Vol.10,?No.1, pp.1-10, 2019. 

  46. L. Poole, "Seasonal influences on the spread of SARSCoV-2?(COVID19), causality, and forecastabililty," 2020. Available?at http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3554746.? 

  47. P. Pequeno et al., "Air transportation, population density?and temperature predict the spread of COVID-19 in?Brazil," PeerJ, Vol.8, pp.e9322, 2020.? 

  48. C. Poirier et al., "Influenza forecasting for the French?regions by using EHR, web and climatic data sources with?an ensemble approach ARGONet," medRxiv: 19009795,?2019. 

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로