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基于求和自回归滑动平均模型的道路交通伤害死亡趋势预测分析

寻鲁宁 张帆 孙纪新 曹亚景 孙祯 史卫卫 李玫 崔泽

寻鲁宁, 张帆, 孙纪新, 曹亚景, 孙祯, 史卫卫, 李玫, 崔泽. 基于求和自回归滑动平均模型的道路交通伤害死亡趋势预测分析[J]. 中华疾病控制杂志, 2020, 24(4): 467-472. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2020.04.019
引用本文: 寻鲁宁, 张帆, 孙纪新, 曹亚景, 孙祯, 史卫卫, 李玫, 崔泽. 基于求和自回归滑动平均模型的道路交通伤害死亡趋势预测分析[J]. 中华疾病控制杂志, 2020, 24(4): 467-472. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2020.04.019
XUN Lu-ning, ZHANG Fan, SUN Ji-xin, CAO Ya-jing, SUN Zhen, SHI Wei-wei, LI Mei, CUI Ze. Prediction and analysis of road traffic injury death trend based on ARIMA model[J]. CHINESE JOURNAL OF DISEASE CONTROL & PREVENTION, 2020, 24(4): 467-472. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2020.04.019
Citation: XUN Lu-ning, ZHANG Fan, SUN Ji-xin, CAO Ya-jing, SUN Zhen, SHI Wei-wei, LI Mei, CUI Ze. Prediction and analysis of road traffic injury death trend based on ARIMA model[J]. CHINESE JOURNAL OF DISEASE CONTROL & PREVENTION, 2020, 24(4): 467-472. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2020.04.019

基于求和自回归滑动平均模型的道路交通伤害死亡趋势预测分析

doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2020.04.019
基金项目: 2017年度河北省医学科学研究重点课题计划(20170447)
详细信息
    通讯作者:

    崔泽, E-mail:cuize11@163.com

  • 中图分类号: R181.2;U491.31

Prediction and analysis of road traffic injury death trend based on ARIMA model

Funds: 2017 Hebei Provincial Medical Science Research Key Project Plan(20170447)
More Information
  • 摘要:   目的  分析2014-2018年河北省道路交通伤害死亡情况, 探讨求和自回归滑动平均模型(autoregressive integrated moving average model, ARIMA)在道路交通伤害死亡趋势预测中的可行性。  方法  采用描述流行病学分析2014-2018年河北省道路交通伤害死亡概况, 运用R 3.5.3软件对河北省2014年1月-2018年6月道路交通伤害月度死亡资料建立ARIMA预测模型, 进行整体回代观察拟合效果, 比较2018年7月-12月预测值与真实值, 评价预测效果。  结果  2014-2018年河北省累计报告道路交通伤害死亡人数13 147例, 男性10 071例, 女性3 076例, 年均死亡率为17.79/10万, 总体呈现下降趋势。构建的最佳预测模型为ARIMA(0, 1, 1)(0, 1, 1)12, 赤池信息量准则(Akaike information criterion, AIC)为390.64, Schwaz贝叶斯准则(Schwarz Bayesian criterion, SBC)为395.78;残差序列为白噪声序列(均有P > 0.05), 模型参数非零(均有P < 0.05);预测结果实际值均落在预测值95%置信区间内, 预测值与实际值之间的相对误差在1.15%~11.85%之间, RMSE=13.65, MAE=10.88, MAPE=4.80%, 模型预测性能良好。  结论  河北省道路交通伤害死亡水平总体呈逐年下降趋势, ARIMA模型可用于道路交通伤害死亡趋势的短期预测。
  • 图  1  2014-2018年河北省道路交通伤害死亡率变化情况

    Figure  1.  Annual mortality rate of road traffic injury in Hebei from 2014 to 2018

    图  2  时间序列分解图

    Figure  2.  Decomposition diagram of time series

    图  3  差分后序列自相关图

    Figure  3.  Autocorrelation diagram after difference

    图  4  差分后序列偏自相关图

    Figure  4.  Partial autocorrelation diagram after difference

    图  5  ARIMA(0, 1, 1)(0, 1, 1)12拟合回代曲线

    Figure  5.  ARIMA(0, 1, 1)(0, 1, 1)12 fitting regression curve

    表  1  ARIMA模型拟合效果比较

    Table  1.   Comparison of fitting effects of ARIMA model

    模型 AIC SBC Log likelihood
    ARIMA(0, 1, 1)(0, 1, 1)12 390.64 395.78 -192.32
    ARIMA(0, 1, 1)(0, 1, 2)12 391.46 398.31 -191.73
    ARIMA(0, 1, 1)(1, 1, 0)12 391.82 396.96 -192.91
    ARIMA(0, 1, 1)(1, 1, 1)12 391.54 398.39 -191.77
    下载: 导出CSV

    表  2  ARIMA(0, 1, 1)(0, 1, 1)12模型的参数检验

    Table  2.   Parameter test of ARIMA(0, 1, 1)(0, 1, 1)12 model

    参数 估计值 Sx t P
    非季节部分
    MA1 -1.00 0.11 -8.95 < 0.001
    季节部分
    SMA1 -0.45 0.27 -1.68 0.049
    下载: 导出CSV

    表  3  2018年7月-2018年12月道路交通伤害死亡例数预测值与实际值比较

    Table  3.   Comparison between predicted value and actual value of road traffic injury death cases from July 2018 to December 2018

    月份 实际值 预测值 95% CI 绝对误差 相对误差(%)
    下限 上限
    7 218 192.18 143.93 240.43 25.82 11.85
    8 207 210.57 162.32 258.82 -3.57 1.72
    9 245 229.61 181.36 277.86 15.39 6.28
    10 236 230.59 182.34 278.84 5.41 2.29
    11 236 248.95 200.70 297.20 -12.95 5.49
    12 187 189.16 140.91 237.41 -2.16 1.15
    合计 1 329 1 301.06 1 011.56 1 590.55 27.94 2.10
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-08
  • 修回日期:  2020-02-03
  • 刊出日期:  2020-04-10

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