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Enregistrement W4379346805 · doi:10.1101/2023.05.30.23290732

Challenges of COVID-19 Case Forecasting in the US, 2020-2021

2023· preprint· en· W4379346805 sur OpenAlexaff
Velma K. Lopez, Estee Y. Cramer, Roberto Pagano, John M. Drake, Eamon B. O’Dea, Madeline Adee, Turgay Ayer, Jagpreet Chhatwal, Özden O. Dalgıç, Mary A. Ladd, Benjamin P. Linas, Peter P. Mueller, Jade Xiao, Johannes Bracher, Alvaro J. Castro Rivadeneira, Aaron Gerding, Tilmann Gneiting, Yuxin Huang, Abdul Hannan Kanji, Khoa Le, Anja Mühlemann, Jarad Niemi, Evan L Ray, Ariane Stark, Yijin Wang, Nutcha Wattanachit, Martha Zorn, Sen Pei, Jeffrey Shaman, Teresa K. Yamana, Samuel R. Tarasewicz, Daniel J. Wilson, Sid Baccam, Heidi Gurung, Steve Stage, Brad Suchoski, Lei Gao, Zhiling Gu, Myungjin Kim, Xinyi Li, Guannan Wang, Li Wang, Yueying Wang, Shan Yu, Lauren A. Gardner, Sonia Jindal, Maximilian Marshall, Kristen Nixon, Juan Dent, Alison L. Hill, Joshua Kaminsky, Elizabeth C. Lee, Joseph C. Lemaitre, Justin Lessler, Claire P. Smith, Shaun Truelove, Matt Kinsey, Luke C. Mullany, Kaitlin Rainwater‐Lovett, Lauren Shin, Katharine Tallaksen, Shelby Wilson, D. Karlen, Lauren Castro, Geoffrey Fairchild, Isaac Michaud, Dave Osthus, Jiang Bian, Wei Cao, Zhifeng Gao, Juan Lavista Ferres, Chaozhuo Li, Tie‐Yan Liu, Xing Xie, Shun Zhang, Shun Zheng, Matteo Chinazzi, Jessica T. Davis, Kunpeng Mu, Ana Pastore y Piontti, Alessandro Vespignani, Xinyue Xiong, Robert Walraven, Jinghui Chen, Quanquan Gu, Lingxiao Wang, Pan Xu, Weitong Zhang, Difan Zou, Graham Gibson, Daniel Sheldon, Ajitesh Srivastava, Aniruddha Adiga, Benjamin Hurt, Gursharn Kaur, Bryan Lewis, Madhav Marathe, Akhil Sai Peddireddy, Przemyslaw Porebski, Srinivasan Venkatramanan, Lijing Wang, Pragati Prasad, Jo Walker, Alexander E. Webber, Rachel B. Slayton, Matthew Biggerstaff, Nicholas G Reich, Michael A. Johansson

Notice bibliographique

RevuemedRxiv · 2023
Typepreprint
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueCOVID-19 epidemiological studies
Établissements canadiensUniversity of Victoria
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCoronavirus disease 2019 (COVID-19)Baseline (sea)EconometricsForecast skillConfidence intervalPandemicGovernment (linguistics)StatisticsEconomicsMathematicsMedicinePolitical scienceDisease

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract During the COVID-19 pandemic, forecasting COVID-19 trends to support planning and response was a priority for scientists and decision makers alike. In the United States, COVID-19 forecasting was coordinated by a large group of universities, companies, and government entities led by the Centers for Disease Control and Prevention and the US COVID-19 Forecast Hub ( https://covid19forecasthub.org ). We evaluated approximately 9.7 million forecasts of weekly state-level COVID-19 cases for predictions 1-4 weeks into the future submitted by 24 teams from August 2020 to December 2021. We assessed coverage of central prediction intervals and weighted interval scores (WIS), adjusting for missing forecasts relative to a baseline forecast, and used a Gaussian generalized estimating equation (GEE) model to evaluate differences in skill across epidemic phases that were defined by the effective reproduction number. Overall, we found high variation in skill across individual models, with ensemble-based forecasts outperforming other approaches. Forecast skill relative to the baseline was generally higher for larger jurisdictions (e.g., states compared to counties). Over time, forecasts generally performed worst in periods of rapid changes in reported cases (either in increasing or decreasing epidemic phases) with 95% prediction interval coverage dropping below 50% during the growth phases of the winter 2020, Delta, and Omicron waves. Ideally, case forecasts could serve as a leading indicator of changes in transmission dynamics. However, while most COVID-19 case forecasts outperformed a naïve baseline model, even the most accurate case forecasts were unreliable in key phases. Further research could improve forecasts of leading indicators, like COVID-19 cases, by leveraging additional real-time data, addressing performance across phases, improving the characterization of forecast confidence, and ensuring that forecasts were coherent across spatial scales. In the meantime, it is critical for forecast users to appreciate current limitations and use a broad set of indicators to inform pandemic-related decision making. Author Summary As SARS-CoV-2 began to spread throughout the world in early 2020, modelers played a critical role in predicting how the epidemic could take shape. Short-term forecasts of epidemic outcomes (for example, infections, cases, hospitalizations, or deaths) provided useful information to support pandemic planning, resource allocation, and intervention. Yet, infectious disease forecasting is still a nascent science, and the reliability of different types of forecasts is unclear. We retrospectively evaluated COVID-19 case forecasts, which were often unreliable. For example, forecasts did not anticipate the speed of increase in cases in early winter 2020. This analysis provides insights on specific problems that could be addressed in future research to improve forecasts and their use. Identifying the strengths and weaknesses of forecasts is critical to improving forecasting for current and future public health responses.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,025
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,064
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMétarecherche
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,975
Score d'incertitude au seuil0,193

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0250,064
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0030,003
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,602
Tête enseignante GPT0,468
Écart entre enseignants0,134 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
DomaineMéthodes
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations3
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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