Modelando COVID-19 utilizando un modelo compartimental SVIR modificado y parámetros estimados por LSTM
Autores: Wyss, Alejandra; Hidalgo, Arturo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelando COVID-19 utilizando un modelo compartimental SVIR modificado y parámetros estimados por LSTM
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelo compartimental SVIR modificado
Pandemia de COVID-19
Vacunación
Parámetros dependientes del tiempo
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta una versión modificada del modelo compartimental SVIR para predecir la evolución de la pandemia de COVID-19, que incorpora la vacunación y una tasa de incidencia saturada, así como parámetros dependientes del tiempo en forma de tramos que permiten la autorregulación basada en la tendencia epidémica. Hemos establecido la positividad de la versión de EDO del modelo y explorado su estabilidad local. Se utilizan redes neuronales artificiales para estimar parámetros dependientes del tiempo. Se realizan simulaciones numéricas utilizando un esquema numérico de Runge-Kutta de cuarto orden, y los resultados se comparan y validan con datos reales de las Comunidades Autónomas de España. El modelo modificado también incluye parámetros explícitos para examinar posibles escenarios futuros. Además, el modelo SVIR modificado se transforma en un sistema de EDP unidimensionales con términos difusivos, y se resuelve utilizando un marco de volumen finito con reconstrucción WENO de quinto orden en el espacio y un esquema RK3-TVD para la integración temporal. En general, este trabajo demuestra la efectividad del modelo SVIR modificado y su potencial para mejorar nuestra comprensión de la pandemia de COVID-19 y apoyar la toma de decisiones en salud pública.
Descripción
Este artículo presenta una versión modificada del modelo compartimental SVIR para predecir la evolución de la pandemia de COVID-19, que incorpora la vacunación y una tasa de incidencia saturada, así como parámetros dependientes del tiempo en forma de tramos que permiten la autorregulación basada en la tendencia epidémica. Hemos establecido la positividad de la versión de EDO del modelo y explorado su estabilidad local. Se utilizan redes neuronales artificiales para estimar parámetros dependientes del tiempo. Se realizan simulaciones numéricas utilizando un esquema numérico de Runge-Kutta de cuarto orden, y los resultados se comparan y validan con datos reales de las Comunidades Autónomas de España. El modelo modificado también incluye parámetros explícitos para examinar posibles escenarios futuros. Además, el modelo SVIR modificado se transforma en un sistema de EDP unidimensionales con términos difusivos, y se resuelve utilizando un marco de volumen finito con reconstrucción WENO de quinto orden en el espacio y un esquema RK3-TVD para la integración temporal. En general, este trabajo demuestra la efectividad del modelo SVIR modificado y su potencial para mejorar nuestra comprensión de la pandemia de COVID-19 y apoyar la toma de decisiones en salud pública.