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青海省肺结核发病与气象因素的时间序列分析

梁达 商越 王兆芬 马斌忠

梁达, 商越, 王兆芬, 马斌忠. 青海省肺结核发病与气象因素的时间序列分析[J]. 中华疾病控制杂志, 2021, 25(10): 1186-1193. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2021.10.013
引用本文: 梁达, 商越, 王兆芬, 马斌忠. 青海省肺结核发病与气象因素的时间序列分析[J]. 中华疾病控制杂志, 2021, 25(10): 1186-1193. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2021.10.013
LIANG Da, SHANG Yue, WANG Zhao-fen, MA Bin-zhong. The relationship between incidence of pulmonary tuberculosis and meteorological factors in Qinghai Province and multivariate time series analysis[J]. CHINESE JOURNAL OF DISEASE CONTROL & PREVENTION, 2021, 25(10): 1186-1193. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2021.10.013
Citation: LIANG Da, SHANG Yue, WANG Zhao-fen, MA Bin-zhong. The relationship between incidence of pulmonary tuberculosis and meteorological factors in Qinghai Province and multivariate time series analysis[J]. CHINESE JOURNAL OF DISEASE CONTROL & PREVENTION, 2021, 25(10): 1186-1193. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2021.10.013

青海省肺结核发病与气象因素的时间序列分析

doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2021.10.013
基金项目: 

国家自然科学基金 81860593

青海省高端创新人才千人计划 2017-2

青海省卫生健康委员会适宜技术推广 2020-wjtg-02

详细信息
    通讯作者:

    马斌忠,E-mail:qhxnmbz@126.com

  • 中图分类号: R181

The relationship between incidence of pulmonary tuberculosis and meteorological factors in Qinghai Province and multivariate time series analysis

Funds: 

National Natural Science Foundations of China 81860593

Qinghai Provincial Thousand Talents Program for High-level Innovative Talents 2017-2

Appropriate Technology Promotion Project of Health Commission of Qinghai Province 2020-wjtg-02

More Information
  • 摘要:   目的  探索气象因素与青海省肺结核发病之间的关系,并构建ARIMAX(autoregressive integrated moving average model-X, ARIMAX)模型对肺结核病例数进行短期预测。  方法  利用地理加权回归(geographically weighted regression, GWR)分析气象因素对肺结核发病的影响。以2014―2018年肺结核月发病数作为响应序列,气象因素作为输入序列,通过互相关函数(cross-correlatioan function, CCF)图确定与肺结核发病有关的气象因素并构建ARIMAX模型,分别回代拟合和预测2014―2018年肺结核月发病数和2019年肺结核月发病数,并与实际发病数相比较。  结果  降水量和相对湿度对肺结核发病存在正向影响,气压、气温和日照时数为负向影响,风速既存在正向影响,也存在负向影响;通过CCF图确定平均气温和平均风速与肺结核发病存在相关,并最终建立纳入2个协变量(平均气温3阶滞后和平均风速2阶滞后)的ARIMAX(0, 1, 2)×(0, 1, 0)12最优模型,通过回代拟合和预测得出该模型拟合优度(R2)为0.71,平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error, MAPE)为24.91%。  结论  气象因素在不同程度上影响着青海省肺结核的发病,本研究建立的最优ARIMAX模型可用于预测肺结核发病。
  • 图  1  2014―2019年青海省肺结核年平均报告发病率地理分布

    Figure  1.  Geographical distribution diagram of annual average reported incidence of PTB in Qinghai Province from 2014 to 2019

    图  2  2014―2019年青海省肺结核病例时间分布

    Figure  2.  Temporal distribution of PTB cases in Qinghai Province from 2014 to 2019

    图  3  2014―2019年青海省各气象因素月均值雷达图

    Figure  3.  Radar diagram of monthly mean of meteorological factors in Qinghai Province from 2014 to 2019

    图  4  2014―2019年青海省各气象因素回归系数分布图

    Figure  4.  Distribution diagram of regression coefficients of meteorological factors in Qinghai Province from 2014 to 2019

    图  5  2014―2019年青海省各气象因素与肺结核发病互相关函数图

    Figure  5.  Distribution diagram of regression coefficients of meteorological factors in Qinghai Province from 2014 to 2019

    图  6  最优ARIMAX模型拟合和预测图

    Figure  6.  Optimal ARIMAX model fitting and prediction diagram

    表  1  2014―2019年青海省肺结核空间自相关分析

    Table  1.   Spatial autocorrelation analysis of PTB in Qinghai Province from 2014 to 2019

    年份 Moran’s I Z P
    2014 0.107 8 4.012 7 <0.001
    2015 0.071 7 2.894 7 0.003
    2016 0.130 3 4.704 2 <0.001
    2017 0.193 0 6.565 4 <0.001
    2018 0.149 4 5.302 1 <0.001
    2019 0.298 3 9.741 8 <0.001
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    表  2  ARIMAX模型参数估计、检验和模型诊断

    Table  2.   Parameter estimation, test and model diagnosis of ARIMAX model

    模型 气象因素 β sx t P AIC值 BIC值 残差序列白噪声检验(P值)
    变量 滞后阶数(lag)
    ARIMA(0, 1, 2)×(0, 1, 0)12 平均气温 3 2.791 0.959 2.912 0.003 636.92 645.16 0.788
    ARIMA(0, 1, 2)×(0, 1, 0)12 平均气温 9 2.736 1.011 2.707 0.004 637.90 646.14 0.804
    ARIMA(0, 1, 2)×(0, 1, 0)12 平均风速 2 74.647 30.146 2.476 0.008 638.52 646.76 0.802
    ARIMA(0, 1, 2)×(0, 1, 0)12 平均气温 3 2.260 0.844 2.679 0.005 634.29 644.59 0.807
    ARIMA(0, 1, 2)×(0, 1, 0)12 平均风速 2 72.383 27.074 2.674 0.005 634.29 644.59 0.807
    ARIMA(0, 1, 2)×(0, 1, 0)12 平均气温 9 2.237 0.841 2.659 0.005 634.47 644.77 0.826
    ARIMA(0, 1, 2)×(0, 1, 0)12 平均风速 2 74.854 26.928 2.780 0.004 634.47 644.77 0.826
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-14
  • 修回日期:  2021-03-20
  • 网络出版日期:  2021-11-17
  • 刊出日期:  2021-10-10

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