FORESIGHT COVID-19

ФОРСАЙТ COVID-19: СПЛЕСК ПІСЛЯ ПОСЛАБЛЕННЯ КАРАНТИННИХ ЗАХОДІВ

Date of publication 21.06.2020

Зміст

1. Особливості поширення пандемії COVID-19 в Україні після послаблення карантинних заходів

2. Вплив послаблення карантинних заходів на територіальний розподіл пандемії COVID-19 в Україні

2.1. Загальні тенденції

2.2. Детальний аналіз в розрізі регіонів України

3. Прогнозне моделювання поширення пандемії COVID-19 в Україні до кінця червня 2020 року

Висновки

Посилання

Команда проєкту

 

1. Особливості поширення пандемії COVID-19 в Україні після послаблення карантинних заходів

Завершується четвертий місяць поширення пандемії COVID-19 в Україні. Заходи, які було вжито урядом країни (Постанова Кабінету Міністрів України від 11 березня 2020 р. № 211 та інші) на часовому відрізку - початок березня-кінець травня 2020 р. в цілому дозволили суттєво уповільнити процес стрімкого поширення хвороби і знизити важкі наслідки від неї. За умов дії карантинних обмежень розвиток епідеміологічної ситуації в Україні відбувався контрольовано з порівняно низькою кількістю випадків та виходом на плато захворюваності (350-550 щоденно інфікованих осіб, за виключенням окремих сплесків, які не впливали на загальну тенденцію), яке було розтягнуто у часі. В третій декаді травня 2020 року навіть намітилася обережна спадна тенденція подальшого поширення хвороби (детальніше). 

Разом з тим, чотирьох-етапне послаблення карантинних заходів та перехід до адаптивного карантину вплинуло на різке зниження соціальної дисципліни громадян, суттєве підвищення їх безпечності, зростання пішої і автомобільної мобільності та інші фактори, що призвели до різкого зростання нових випадків захворювання та повернення до експоненціального характеру поширення пандемії в першій половині червня 2020 року. Суттєве зростання кількості зареєстрованих хворих протягом перших двох декад червня 2020 року пояснюється також півтораразовим збільшенням кількості проведених тестів за цей період часу (табл. 1-2, рис.1-3).

Таблиця 1. Зміна характеру поширення пандемії COVID-19
в Україні в процесі послаблення карантинних заходів 

  Cases Total tests New tests Подія
12.03.20-11.05.20       Жорсткий карантин
01.05.2020   118545 6686  
02.05.2020 550 122752 4207  
03.05.2020 502 129723 6971  
04.05.2020 418 134592 4869  
05.05.2020 366 139759 5167  
06.05.2020 487 144283 4524  
07.05.2020 507 151569 7286  
08.05.2020 504 159155 7586  
09.05.2020 515 167107 7952  
10.05.2020 522 176403 9296  
11.05.2020 416 181552 5149 Перший етап послаблення карантину – дозволена робота стоматологічних кабінетів, салонів краси та перукарень, закладів побутового обслуговування, відвідування парків, відвідування дитячих та спортивних майданчиків на вулиці; діяльність закладів громадського харчування на винос; діяльність літніх майданчиків просто неба в закладах громадського харчування; торгівля непродовольчими товарами в магазинах (зокрема, тих, що розташовані в ТРЦ) тощо
12.05.2020 375 187307 5755  
13.05.2020 402 192247 4940  
14.05.2020 422 202495 10248  
15.05.2020 483 211614 9119  
16.05.2020 528 220638 9024  
17.05.2020 433 227801 7163  
18.05.2020 325 232899 5098  
19.05.2020 260 239961 7062  
20.05.2020 354 248529 8568  
21.05.2020 476      
22.05.2020 442 267185   Другий етап виходу з карантину, було дозволено: роботу промислових ринків, великих магазинів, наземного громадського транспорту, проведення спортивних заходів до 50 осіб без глядачів, проведення релігійних заходів з обмеженням 1 людина на 10 кв. м, відновлення роботи міського та приміського наземного транспорту у звичайному режимі, відновлення роботи готелів (хостели лишаються зачиненими).
23.05.2020 432 277712 10527 Відновлено рух міського транспорту у більшості міст України.
24.05.2020 406 285626 7914  
25.05.2020 259 291868 6242 Дозволено роботу метрополітену без спецперепусток та закладів дошкільної освіти
26.05.2020 339 301736 9868  
27.05.2020 321 312532 10796  
28.05.2020 477 322746 10214  
29.05.2020 429 337318 14572 Лише у 4 областях показники не дозволяли послаблювати карантин. До них відносяться: Чернівецька, Львівська, Рівненська та Донецька
30.05.2020 393 348279 10961  
31.05.2020 468 356565 8286  
01.06.2020 340 363187 6622 Третій етап послаблення карантину – частково відновлено міжобласне та приміське залізничне та автотранспортне сполучення. Було відновлено роботу фітнес-центрів, спортивних зал, басейнів, закладів освіти (для проведення ЗНО та атестацій). Також обов'язкову самоізоляцію було скасовано для осіб старше 60 років, що є представниками клубів та тренерського персонал.
02.06.2020 328 371668 8481  
03.06.2020 483 381552 9884  
04.06.2020 588 392316 10764  
05.06.2020 553 403551 11235 Відновлення роботи ресторанів та кафе у повному режимі, відновлення богослужінь біля та у храмах з обмеженням 1 людина на 5 кв. м, припинення дії обов'язкової самоізоляції для осіб, що досягли 60 років, проведення акредитацій освітніх програм у віддаленому режимі. 7 областей (Львівська, Чернівецька, Луганська, Донецька, Житомирська, Рівненська та Волинська), а також Київ виявились неготовими до послаблення обмежень
06.06.2020 550 414542 10991  
07.06.2020 485 424046 9504  
08.06.2020 463 431085 7039  
09.06.2020 394 437444 6359  
10.06.2020 525 445940 8496 Четвертий етап послаблення карантину – дозволено відкривати заклади культури та проводити культурні заходи. Робота кінотеатрів та функціонування фан-зон на концертах наразі залишається під забороною. Також відновлено роботузакладів з оздоровлення та відпочинку (крім дитячих таборів)
11.06.2020 689 456509 10569  
12.06.2020 683 468172 11663  
13.06.2020 753 479111 10939  
14.06.2020 648 489334 10223  
15.06.2020 656 497284 7950 Частково відновлено міжнародне авіасполучення, однак до країн ЄС та Шенгену дозволено в'їзд лише на роботу, навчання та лікування
16.06.2020 666 507251 9967  
17.06.2020 758 517995 10744  
18.06.2020 829 530442 12447  
19.06.2020 921 542247 11805  
20.06.2020 841 553737 11490  

Зокрема, дослідження мобільності населення показують, що вона значно перевищує первинні показники початку року. Так, на початку червня 2020 року середня автомобільна мобільність в Україні досягла 150% від початку року, а піша понад 100%, а з 11 травня Україна приблизно зрівнялась з показниками мобільності Швеції (рис.1). Важливо зазначити, що в Польщі і в Румунії, які протягом травня 2020 року мали найближчий до України характер поширення хвороби, в червні 2020 року суттєвого зростання кількості нових інфікованих не спостерігалося, а в Італії цей процес продовжує монотонно затухати (рис. 4). В той же час, протягом перших двох декад червня 2020 року тренди захворюваності на COVID-19 в Україні стали набувати ознаки подібності до відповідних тенденцій в Швеції, яка взагалі не вводила суттєві карантинні обмеження (рис. 2).

Рисунок 1. Динаміка мобільності населення в Україні та країнах Європи під час карантинних заходів

Рисунок 2. Кореляція між кількістю випадків захворювання на COVID-19 і загальною мобільністю населення в Україні протягом 4-етапного послаблення карантинних заходів

Рисунок 3. Кореляція між кількістю виявлених інфікованих осіб на COVID-19 і кількістю проведених тестів

Рисунок 4. Характер поширення пандемії COVID-19 в Україні та деяких країнах Європи

Для підсилення протиепідемічних заходів уряд визначає три ключові критерії, які відображають контроль за передаванням вірусу, рівень спроможність лікувальної мережі, закладів епідеміологічного профілю та системи охорони здоров’я в цілому протидіяти поширенню гострої респіраторної хвороби COVID-19, спричиненої коронавірусом SARS-CoV-2 і, відповідно, дають змогу контролювати епідемічну ситуацію на досягнутому на поточну дату рівні:

  1. інцидентність (кількість нових випадків COVID-19 за останні 7 днів на 100 000 населення) складає менше 12 на 100 000 населення (тижневий рівень захворюваності на 100 000 населення в період умовного піку пандепідемії на території України + 50%);
  2. завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становить менше 50% (достатня кількість для забезпечення стаціонарної допомоги хворим за визначеного рівня захворюваності та з урахуванням резерву на випадок її зростання);
  3. охоплення тестуванням не нижче рівня інцидентності — тобто середня кількість тестувань (методами полімеразної ланцюгової реакції та імуноферментного аналізу) протягом останніх 7 днів складає понад 12 на 100 000 населення (табл. 2).

2. Вплив послаблення карантинних заходів на територіальний розподіл пандемії COVID-19 в Україні 

2.1. Загальні тенденції. Аналіз кількості інфікованих на вірус COVID-19 в Україні протягом перших двох декад червня 2020 року вказує на підвищення територіальної нерівномірністі динаміки їх розподілу в різних регіонах і різних населених пунктах країни (табл. 2, 3; рис. 5). Ці диспропорції обумовлено особливостями комунікації населення в різних регіонах України, нерівномірністю міграційних потоків, регіональними особливостями протидії та боротьби з епідемією. Зокрема, у зв’язку із послабленням карантинних заходів, а також, із інтенсифікацією сполучень із повітом Сучава (Румунія), Белгородською областю (РФ), Білоруссю, де спостерігається гірша епідеміологічна ситуація за показниками інцендентності, останніми тижнями відновилося значне зростання випадків захворюваності на коронавірус у деяких прикордонних областях України. Як наслідок, із відновленням сполучень між областями України поступово погіршується епідеміологічна ситуація і в сусідніх регіонах.

Рисунок 5. Рівень інцидентності в різних регіонах України

Таблиця 2. Аналіз епідемічної ситуації станом на кінець другої декади
червня 2020 року в окремих регіонах України

Регіон Показник 1
(інцидентність)
Показник 2
(завантаженість ліжок)
Показник 3
(охоплення тестуванням) 22.05.2020
Показник 3 (охоплення тестуванням) 03.06.2020 Показник 3
(охоплення тестуванням) 18.06.2020
Готовність
до ІІ етапу
Цільовий показник < 12 на 100 000 < 50%  > 12 на 100 000  > 12 на 100 000 > 12 на 100 000  або 
м. Київ 13,92 38,65 43,49 63,89 98,86
Вінницька обл. 21,18 40,94 34,65 40,22 88,57
Волинська обл. 33,36 40,41 14,50 26,79 70,10
Дніпропетровська обл. 1,26 1,26 12,15 9,94 17,96
Донецька обл. 4,20 1,99 8,32 8,85 22,66
Житомирська обл. 13,42 3,08 21,05 12,58 27,24
Закарпатська обл. 32,78 49,70 26,48 35,54 41,44
Запорізька обл. 1,84 6,33 18,92 27,95 30,21
Івано-Франківська обл. 17,84 18,14 18,34 21,63 30,77
Київська обл. 11,22 25,21 17,70 34,84 44,74
Кіровоградська обл. 4,40 21,96 22,45 43,18 54,40
Луганська обл. 2,09 1,82 7,26 13,30 17,68
Львівська обл. 39,19 29,48 12,12 22,83 47,42
Миколаївська обл. 1,07 1,84 13,33 19,61 22,63
Одеська обл. 6,02 3,77 16,94 25,01 20,75
Полтавська обл. 0,79 1,31 11,81 16,91 37,64
Рівненська обл. 34,44 21,60 38,01 48,18 72,41
Сумська обл. 3,09 3,47 17,78 79,93 33,99
Тернопільська обл. 18,59 9,85 31,94 34,08 45,12
Харківська обл. 12,53 7,95 13,65 11,61 28,11
Херсонська обл. 0,49 1,40 27,10 47,13 49,95
Хмельницька обл. 5,10 8,95 13,59 17,51 31,65
Черкаська обл. 5,21 7,29 25,13 91,94 65,28
Чернівецька обл. 37,95 52,37 42,15 47,46 55,64
Чернігівська обл. 10,81 11,71 15,65 28,58 24,47

Таким чином, серед регіонів виділяється група з негативною епідеміологічною ситуацією. До них відносяться Чернівецька, Закарпатська, Івано-Франківська, Львівська, Волинська, Рівненська, Житомирська, Вінницька, Київська, Харківська області та м. Київ (табл. 2, 3; рис. 5). Найбільші значення інцидентності в Чернівецькій та Львівській областях близько 40 випадків на 100 000. В усіх цих регіонах перевищено поріг в 12 випадків на 100 000 населення. Сучасна епідеміологічна ситуація характеризується наявністю значної кількості регіонів з низьким рівнем захворюваності на Півдні, Сході та в Центрі країни. Характер процесу поширення хвороби в цих областях поки кардинально відрізняється від Західних регіонів. 

Таблиця 3. Посилення/послаблення карантинних заходів в регіонах України

Регіон Послаблення Посилення
Україна    
м. Київ Не послабили (заклади громадського харчування)  
Вінницька обл.   12.06 не працюють культурні заклади
Волинська обл.   04.06 Не працюють дитсадки, спортклуби
Дніпропетровська обл.    
Донецька обл.    
Житомирська обл.   06.06 не працюють заклади харчування, культури, розміщення,богослужіння
Закарпатська обл.   18.06 посилення. Не працюють дитсадки, спортклуби, міжобласний транспорт
Запорізька обл.    
Івано-Франківська обл.   15.06 не працюють фітнесцентри, заклади культури, обмежено релігійні заходи
Київська обл.    
Кіровоградська обл.    
Луганська обл.    
Львівська обл. Не працюють дитсадки, спортклуби, транспорт спецперевезення до 19.06  
Миколаївська обл.    
Одеська обл.    
Полтавська обл.    
Рівненська обл. Не працюють дитсадки, спортклуби, міжміський транспорт  
Сумська обл.    
Тернопільська обл.   17.06 заборона проведення масових заходів
Харківська обл.    
Херсонська обл.    
Хмельницька обл.    
Черкаська обл.    
Чернівецька обл. Не працюють заклади громадського харчування  
Чернігівська обл.    

 

Найбільша завантаженість ліжок спостерігається в Чернівецькій області, де перевищено 50% порогу завантаження, Закарпатській, Вінницькій, Волинській областях та м. Київ. Значний ризик перевищення показника мають Львівська, Івано-Франківська, Рівненська, Київська та Кіровоградська області (рис. 6).

Рисунок 6. Рівень завантаженості ліжок в регіонах України

Кількість тестувань, які щоденно проводяться, постійно зростала протягом травня-червня. В результаті порівняння середня кількість тестувань за 7 днів на 100 000 населення для регіонів зі складною епідеміологічною ситуацією збільшилось в 2 -3 рази у порівнянні з 22 травня. Станом, на сьогодні всі регіони мають показники вище 12 тестувань на 100 000 осіб. Це також впливає на збільшення статистичного фіксування нових випадків захворювань. Відповідно, за даними на кінець другої декади червня 2020 року найбільшу кількість тестів проводять у Вінницькій, Волинській, Рівненській області та м. Києві (рис. 7).

Рисунок 7. Рівень охоплення тестуванням в регіонах України

Початок зростання захворюваності співпадає з впровадженням 3 етапу послаблення карантину, що означає погіршення ситуації вже під час 2 етапу, коли були відкриті торгові ринки та відновив роботу міжміський та міський транспорт (рис. 8).

Рисунок 8. Співставлення етапів послаблення карантину з щоденною динамікою кількості тих, хто захворів, одужав і різниці між ними

Погіршення ситуації почалось в перші два тижні червня в найбільш проблемних регіонах. Найгірша динаміка захворюваності на COVID-19 спостерігається у Львівській області. Традиційно складна ситуація в Чернівецькій області та м. Києві (1,5% щоденного приросту). Значними темпами погіршується ситуація в Рівненській, Київській, Закарпатській та Івано-Франківській областях. Серед східних регіонів складна ситуація спостерігається у Харківській області та м. Харкові, зокрема. В той же час в ряді областей кількість випадків майже не змінюється (рис. 9). В них максимальний щоденний приріст кількості хворих людей на COVID-19 становить 3,5% - 4% від загальної кількості випадків.

Рисунок 9. Динаміка захворюваності на COVID-19 в регіонах України

2.2. Детальний аналіз в розрізі регіонів України. В цьому розділі представлено продовження перших двох регіональних досліджень, присвячених аналізу особливостей поширення пандемії COVID-19 в регіонах України:

Дослідження проведено з врахуванням зміни характеру цього процесу після послаблення карантинних заходів, його значну територіальної нерівномірності, відмінності комунікації населення, нерівномірності міграційних потоків, регіональних особливостей протидії та боротьби з хворобою тощо.

Як і в попередніх дослідженнях, для виявлення стійких трендів було використано методи технічного аналізу часових рядів на основі базових індикаторів, зокрема, «zigzag» та «supertrend», які застосовуються для відстеження основних тенденцій та виявлення «торгових сигналів» на фондових ринках [1-3]. Вибір індикатору «supertrend» обумовлено тим, що він є ефективним інструментом технічного аналізу для виявлення тренду на високоволатильних даних. Коли на вихідній кривій має місце зростаюча тенденція, значення індикатора «supertrend» знаходяться нижче за неї, відповідно, під час спадного тренду – значення цього показника знаходяться вище графіка вихідних даних. Перетин кривих індикатора і даних може означати закінчення, злам попередньої тенденції. Частий перетин цих кривих вказує на те, що явна тенденція у даних відсутня. Як і більшість технічних індикаторів, «supertrend» реагує на зміну тренду вданих з певним запізненням, проте на думку команди проєкту, ця властивість індикатора є суттєвою при відповіді на запитання «Чи залишився у минулому пік захворюваності?», і може бути розцінена як “обережність” відповідного висновку.

Індикатор «zigzag» поєднує найбільш значущі локальні екстремуми на графіку даних і не чутливий до дрібних коливань. Цей індикатор зручно використовувати для аналізу попередніх коливань даних. Починаючи з другого етапу аналізу пандемії коронавірусу в Україні було залучено технічні індикатори «ivar» (індикатор сили тренду) та «АТР» (індикатор волатильності). Перший дозволяє аналізувати силу наявного тренду, або стверджувати про його відсутність в даних. Дія цього показника базується на фрактальних характеристиках часових рядів. Правила його використання дуже прості: якщо значення індикатора знаходяться вище відмітки 0.5, це означає, що тенденція відсутня, причому чим ближче це значення до 1, тим більше впевненості у такому висновку; і, навпаки, значення індикатора нижче рівня 0.5 вказує на наявність тренду (не важливо якого), і чим ближче до 0, тим сильніша відповідна тенденція.

Індикатор  «АТР» дозволяє вимірювати волатильність, що характеризує рівень мінливості даних у часі. Один з принципів використання «АТР» формулюється так: чим вище значення даного індикатора, тим вищою є ймовірність зміни існуючої тенденції.

1. Україна загалом (окрім тимчасово окупованих територій):

Рисунок 10. Аналіз динаміки нових виявлених хворих в Україні

Останній пік кількості нових виявлених хворих – 10червня 2020 року. Індикатор сили тренду «ivar» з початку червня знаходиться нижче позначки 0.5, що пояснює початок нової тенденції розвитку процесу. Значення індикатору волатильності (наявності ризиків) у червні збільшились до рівня, коли в України спостерігалися перші пікові значення - 22 квітня 2020 року. При цьому, наявна висока волатильність вихідного графіку кількості нових виявлених хворих за добу, оскільки ці дані за останній місяць коливалися в діапазоні від 350 до 550.

Офіційні дані на кінець травня свідчили про можливий початок спадної тенденції розвитку пандемії, на що вказували результати попереднього дослідженні команди проєкту від 01.05.20 та 30.05.2020. Підтвердженням цього був графік різниці між показниками кількості нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, за день (рис. 1а). Чим нижчим є значення синьої кривої, тим більше упевненості, що пандемія йде на спад. Проте мінливість цієї кривої все ще залишалась достатньо високою, про що свідчив індикатор волатильності. Як наслідок, кількість хворих після послаблення карантинного режиму значно зросла. Слід зазначити, що під час карантину кількість хворих на день не була більшою аніж 550 осіб на день, а після послаблення – приблизно 700-900. Волатильність протягом перших двох декад червня почала зростати, а отже зростають і ризики втрати контролю над епідемічною ситуацією. Значення індикатора сили тренду знижуються, що означає вихід із стабільного коридору 350-550 хворих у напрямку зростання.

Стосовно співвідношення кількості нових хворих та нових одужалих за добу – тенденція також не є оптимістичною. З часом кількість людей, що захворіли протягом доби, переважає кількість тих, хто подолав хворобу. Волатильність синього графіку падає, що може означати продовження такої тенденції у найближчому майбутньому.

Рисунок 10а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, по Україні на середину червня

2. Деталізація в розрізі областей України та м. Києва

2.1. м.Київ:

Рисунок 11. Аналіз динаміки нових виявлених хворих в м. Києві

Останній пік кількості нових виявлених хворих за день – 16 квітня 2020 року. Протягом червня спостерігається боковий рух графіка з тенденцією до спадання. Волатильність знизилась. Стосовно співвідношення кількості захворілих та людей, що одужали, можна з обережністю сподіватись на стабілізацію плину процесу пандемії.

Рисунок 11а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, по м. Київ станом

За даними МОЗ станом на 19 червня показник інцидентності (кількість хворих на 100 тис. осіб) становить 13.82 що також підтверджується результатами дослідження.

2.2. Вінницька область

Рисунок 12. Аналіз динаміки нових виявлених хворих у Вінницькій області

З 27 травня 2020 року мав місце тренд на зростаннякількості нових виявлених хворих за день. Останній пік: 10 червня. Спостерігається висока волатильність (мінливість даних від доби до доби), що стабільно зростає з 9 червня. Крива співвідношення кількості людей, що захворіли та одужали з 26 квітня в цілому коливається навколо нуля, причому з 13 травня волатильність цього процесу спадає.

Рисунок 12а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, по Вінницькій області

За даними МОЗ станом на 19 червня у Вінницькій області спостерігається 18.07 хворих на 100 тис населення.

2.3. Волинська область

Рисунок 13. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Волинській області

Спостерігається тренд на зростання кількості нових виявлених хворих за день, починаючи з 4 травня, причому з 6 червня ця тенденція значно посилилась. З 6червня спостерігається такожзростання волатильності (мінливості) даних. Останній пік відбувся 9 червня. Лінія індикатора «supertrend» не вказує на закінчення зростання рівня захворюваності.

Рисунок 13а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, у Волинській області

Динаміка співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали демонструє тривожний тренд на зростання. Протягом останнього місяця лише 12 червня 2020 року кількість людей, що одужали, перевищила кількість тих, що захворіли. Станом на 19 червня у Волинській області спостерігається 34.91 хворих на 100 тис. населення.

2.4. Дніпропетровська область

Рисунок 14. Аналіз динаміки нових виявлених хворих в Дніпропетровській області

Починаючи з 5 травня (останній зафіксований пік нових виявлених випадків захворювання) зберігається тенденція до спаданнякількості нових виявлених хворих за день. Волатильність (мінливість) процесу низька.

Рисунок 14а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Дніпропетровській області

Динаміка співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали вказує на стабілізацію процесу захворюваності у Дніпропетровській області. За даними МОЗ станом на 19 червня показник  кількості хворих на 100 тис населення складає 1.20.

2.5. Донецька область

Рисунок 15. Аналіз динаміки нових виявлених хворих в Донецькій області

Останній зафіксований пік нових виявлених захворюваності: 15 червня (42 випадки), після чого спостерігається тренд на спадання кількості нових виявлених хворих за день. Волатильність (мінливість у даних) зростає з 2 червня. Графік динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, вказує на нестабільність ситуації. Починаючи з 3 червня кількість осіб, що захворіли переважає кількість тих, хто вилікувавсь (за винятком 16 червня).

Рисунок 15а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Донецькій області

За даними МОЗ станом на 19 червня показник кількості хворих на 100 тис населення складає 3.73.

2.6. Житомирська область

Рисунок 16. Аналіз динаміки нових виявлених хворих в Житомирській області

Індикатори вказують на зберігання тенденції дозростання нових виявлених випадків захворювання, волатильність (мінливість даних процесу) зростає з 30 травня і наразі є високою.

Аналіз динаміки процесу одужання, починаючи з 28 травня, вказує на нестабільність та тривожність ситуації. Протягом останнього місяця лише 11 червня людей, що одужали переважила кількість тих, що захворіли.

Рисунок 16а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Житомирській області

За даними МОЗ станом на 19 червня спостерігається 15.57 хворих на 100 тис. населення.

2.7. Закарпатська область

Рисунок 17. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Закарпатській області            

З 8 червня спостерігається тенденція на зростання нових випадків. Останній пік відбувся 11 червня. Волатильність (мінливість у даних нових захворювань) висока. Не стабільною також є ситуація щодо динаміки співвідношення процесів захворюваності та одужання. Протягом червня цей показник мав достатньо високу мінливість (індикатор волатильності), а кількість вилікуваних осіб жодного разу не перевищила кількості нових захворювань, що свідчить про загрозливість подальшого процесу.

Рисунок 17а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Закарпатській області 

За даними МОЗ станом на 19 червня кількість хворих на 100 тис населення складає 36.21, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я складає 52.71%.

2.8. Запорізька область

Рисунок 18. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Запорізькій області

Спостерігається спадання кількості нових виявлених хворих за день з 15 травня. Показник волатильності (мінливості процесу щоденної захворюваності) невисокий, що свідчить про контрольовану ситуацію захворюваності в області. Останній пік спостерігався 29 квітня 2020 року. З 3 травня також стабільною виглядає крива співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали. Волатильність (мінливість) цього процесу також є низькою.

Рисунок 18а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Запорізькій області 

За даними МОЗ станом на 19 червня інцидентність менше 12 осіб, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становить менше 50%, охоплення ПЛР-тестуванням достатньо високе.

2.19. Івано-Франківська область

Рисунок 19. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Івано-Франківській

Волатильністьне висока. Останній пік кількості нових виявлених хворих за день спостерігався 8 квітня. З 10 червня спостерігається невелика тенденція до зростання, однак 17 червня лінія «supertrend»перетнула графік кількості нових виявлених захворювань, що дає надію на зміну тренду. Аналіз динаміки співвідношення процесів захворюваності та одужання вказує на деяку тривожність ситуації, оскільки з 7 червня кількість нових виявлених хворих стабільно перевищує кількість вилікуваних осіб.

Рисунок 19а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Івано-Франківській області

За даними МОЗ станом на 19 червня кількість хворих на 100 тис. населення становить 19.92.

2.10. Київська область

Рисунок 20. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Київській області

Останній пік пандемії мав місце 11 квітня. Волатильність (мінливість даних щоденної захворюваності) з 4 травня почала спадати і наразі невисока. З 12 червня спостерігається тренд на спадання. Тим не менш, кількість нових виявлених хворих наразі переважає кількість вилікуваних, починаючи з 1 червня.

Рисунок 20а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Київській області 

За даними МОЗ станом на 19 червня кількість хворих на 100 тис населення для області становить 11.84.

2.11. Кіровоградська область

Рисунок 21. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Кіровоградській області

Пік захворюваності мав місце 14 квітня. Процес вийшов на стабільну динаміку 6 травня, яка триває і до цього часу. Волатильність (мінливість у даних нових виявлених хворих) є низькою. З 3 травня до 23 травня кількість людей, що одужали, стабільно була вищою від кількості тих, хто захворів. Наразі графік коливається навколо нуля.

Рисунок 21а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Кіровоградській області

За даними МОЗ станом на 19 червня інцидентність менше 12 осіб, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становить менше 50%, охоплення тестуванням достатньо високе.

2.12. Луганська область

Рисунок 22. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Луганській області

З 13 червня спостерігалася незначна тенденція до зростання. Але, на жаль дослідники не мали достатньо даних для детального аналізу ситуації в цій області. Графік співвідношення нових випадків захворювань та видужалих осіб стабільно коливається навколо нуля.

Рисунок 22а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Луганській області

За даними МОЗ станом на 19 червня інцидентність менше 12 осіб, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становить менше 50%, охоплення тестуванням достатньо високе.

2.13. Львівська область

Рисунок 23. Аналіз динаміки нових виявлених хворих у Львівській області

Спостерігається стійке зростання кількості нових виявлених хворих за день, останній зафіксований пік – 10 червня. Волатильність (мінливість в даних процесу захворювання) зростає з кінця травня і наразі є високою. Кількість нових хворих за день стабільно переважає кількість тих, хто одужав, що підтверджує загрозливість ситуації.

Рисунок 23а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, у Львівській області

За даними МОЗ станом на 19 червня кількість хворих на 100 тис населення становить 40.38, що є значно перевищує встановлений поріг захворюваності населення.

2.14. Миколаївська область

Рисунок 24. Аналіз динаміки нових виявлених хворих в Миколаївській області

Пік захворювання спостерігався 20 квітня. Потім мало місце спадання кількості нових виявлених хворих за день і перехід у ненаправлений рух графіка в межах від 20 до 0 нових хворих за добу. Наступний графік (рис. 24а) підтверджує достатньо стабільну ситуацію перебігу процесу захворюваності.

Рисунок 24а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Миколаївській області

За даними МОЗ станом на 19 червня інцидентність склала менше 12 осіб, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становить менше 50%, охоплення тестуванням є достатнім.

2.15. Одеська область

Рисунок 25. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Одеській області

Волатильність (мінливість даних нових виявлених захворювань) спадає з 7 травня до 12 червня, після чого спостерігається незначний ріст волатильності. Наразі спостерігається боковий рух графіка. Однак з 6 червня  випадки нових виявлених хворих переважають кількість людей, що видужали.

Рисунок 25а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Одеській області

За даними МОЗ станом на 19 інцидентність була меншою 12 осіб, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становила менше 50%, охоплення тестуванням було достатнім.

2.16. Полтавська область

Рисунок 26. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Полтавській області

Пік пандемії спостерігався 22 квітня. Має місце стійкий тренд на спадання кількості нових виявлених хворих за день та спадання волатильності виявлення нових хворих за добу. Наразі кількість нових випадків захворювань близька до нуля. З 3 травня кількість людей, що видужали, в основному переважає кількість людей, що захворіли.

Рисунок 26а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Полтавській області

За даними МОЗ станом на 19 червня інцидентність менше 12 осіб, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становить менше 50%, охоплення тестуванням достатньо високе.

2.17. Рівненська область

Рисунок 27. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Рівненській області

Останній пік кількості нових виявлених хворих за день відбувся 11 червня. Не можна стверджувати про наявність стійкої тенденції до зростання або спадання кількості нових випадків захворювання у області. Має місце достатньо висока волатильність (мінливість процесу плину пандемії), що вказує на високі ризики несприятливого розвитку пандемії. Високу волатильність демонструє також динаміка процесу співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що видужали.

Рисунок 27а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Рівненській області

За даними МОЗ станом на 19 червня у Рівненській області поріг кількості хворих на 100 тис населення становить 40.08.

2.18. Сумська область

Рисунок 28. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Сумській області

Останній зафіксовай пік захворюваності – 13 червня. 14 червня лінія індикатора «supertrend» перетнула графік нових виявлених захворювань, що дає надію на покращення ситуації. З кінця травня волатильність (мінливість даних по щоденній захворюваності) значно зросла, що вказує на втрату стабільності ситуації. Динаміка співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що видужали також є нестабільною.

Рисунок 28а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Сумській області

За даними МОЗ станом на 19 червня інцидентність складає менше 12 осіб, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становить менше 50%, охоплення тестуванням є достатнім.

2.19. Тернопільська область

Рисунок 29. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Тернопільській області

Пік пандемії відбувся 29 квітня. Потім  мало місце стійке спадання кількості нових виявлених хворих за день. З 1 червня спостерігається тренд на зростання. Співвідношення кількості нових випадків захворювання та кількості людей, які вилікувались, з 1 червня набуває тривожної тенденції до зростання.

Рисунок 29а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Тернопільській області

Дані МОЗ станом на 19 червня кількість хворих на 100 тис. населення становить 22.44.

2.20. Харківська область

Рисунок 30. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Харківській області

Має місце тенденція до зростання кількості нових випадків добової захворюваності за умови достатньо високої волатильності. З 1 червня спостерігається негативна динаміка співвідношення нових виявлених хворих та людей, що видужали.

Рисунок 30а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Харківській області

За даними МОЗ на 19 червня кількість нових випадків на 100 тис населення становить 11.97, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становить менше 50%, охоплення тестуванням є достатнім.

2.21. Херсонська область

Рисунок 31. Аналіз динаміки нових виявлених хворих в Херсонській області

Пік пандемії відбувся 28 квітня. Наразі кількість нових виявлених хворих за день близька до нуля. Рисунок 31а свідчить про позитивну динаміку процесу.

Рисунок 31а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Херсонській області

За даними МОЗ станом на 19 червня інцидентність менше 12 осіб, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становить менше 50%, охоплення тестуванням є достатнім.

2.22. Хмельницька область

Рисунок 32. Аналіз динаміки нових виявлених хворих по Хмельницькій області

Останній пік відбувся 2 червня.Спостерігається боковий рух графіка. Графік співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, вказує на позитивну тенденцію.

Рисунок 32а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Хмельницькій області

За даними МОЗ станом на 19 червня інцидентність є меншою 12 осіб, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становить менше 50%, охоплення тестуванням є достатнім.

2.23. Черкаська область

Рисунок 33. Аналіз динаміки нових виявлених хворих в Черкаській області

Пік пандемії спостерігався 28 березня. Після тривалого спадання, з 26 травня має місце тренд на зростання кількості нових виявлених хворих за день. Протягом останнього місяця лише 17 червня кількість видужалих перевищила кількість нових випадків захворювання (рис. 33а).

Рисунок 33а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Черкаській області

За даними МОЗ станом на 19 червня інцидентність є меншою 12 осіб, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становить менше 50%, охоплення тестуванням є достатнім.

2.24. Чернівецька область

Рис. 34.Аналіз динаміки нових виявлених хворих в Чернівецькій області

Пік захворюваності мав місце 22-24 квітня, після чого припинилося зростання кількості нових виявлених хворих за день, волатильність (мінливість даних плину пандемічного процесу) є стабільно невисокою протягом червня. Спостерігається боковий рух графіка. Протягом червня кількість нових хворих стабільно переважає кількість людей, що видужали. Більше того, з 25 травня показники волатильності цього процесу падають, а отже є можливість, що така негативна тенденція може зберігатись і надалі.

Рисунок 34а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Чернівецькій області

За даними МОЗ показник кількості нових випадків на 100 тис населення у Чернівецькій області становить 42.17, завантаженість ліжок в закладах охорони здоров’я становить 49.53%, що є близьким до порогового значення 50%.

2.25. Чернігівська область

Рисунок 35. Аналіз динаміки нових виявлених хворих в Чернігівській області

Волатильність протягом червня достатньо була достатньо високою. Останній зафіксований пік – 3 червня. Наразі спостерігається боковий рух графіка. Рисунок 35а демонструє, що з кінця травня кількість людей, що захворіли переважає кількість тих, що видужали. Є ризики негативного розвитку пандемічного процесу.

Рисунок 35а. Аналіз динаміки співвідношення нових виявлених хворих та кількості людей, що одужали, в Чернігівській області

За даними МОЗ станом на 19 червня інцидентність була меншою 12 осіб, завантаженість ліжок у закладах охорони здоров’я, визначених для госпіталізації пацієнтів з підтвердженим випадком COVID-19, становила менше 50%, охоплення тестуванням було достатнім.

3. Прогнозне моделювання поширення пандемії COVID-19 в Україні до кінця червня 2020 року

За умов суттєвих невизначеностей процесу поширення пандемії COVID-19 в Україні, викликаних, в першу чергу, непередбачуваною соціальною поведінкою людей після послаблення карантинних заходів, команда проєкту «Форсайт COVID-19» надає дуже обережні прогнозні дані стосовно нижньої і верхньої меж довірчого інтервалу поширення хвороби до кінця червня 2020 року. Довірчий інтервал для прогнозу нових виявлених хворих на другу половину червня було побудовано «робастно» за допомогою використання комбінації наступних методів:

  • Моделі SARIMA, або сезонної моделі ARIMA [4,5], яка ґрунтується на аналізі нестаціонарних часових рядів з урахуванням сезонності (в нашому випадку це пов’язано зі специфікою реєстрації підозр та нових підтверджених хворих, людським фактором, специфікою роботи медичних статистиків тощо). З використанням підходу Бокса-Дженкінса оцінювалася стаціонарність часового ряду. Якщо ряд виявлявся нестаціонарним, то для нього відшукувалися одиничні корені та порядок інтегровності. Якщо ж порядок інтегровності вивлявся більшим нуля, ряд перетворювався в (слабко) «стаціонарний» [6,7].
  • Моделі лінійної регресії, для визначення взаємозв'язку між різними наборами даних за допомогою лінійних функцій, де невідомі параметри моделі оцінювалися з використанням методу найменших квадратів [8].
  • Методу градієнтного стимулюючого дерева рішень, на ребрах («гілках») якого записані атрибути, від яких залежить цільова функція. В «листі» дерева записані значення цільової функції, а в інших вузлах — атрибути, за якими розрізняються випадки. Класифікація нових випадків здійснювалася шляхом «спуску» по дереву до листа і визначення відповідного значення [9]. Для навчання та оптимізації структури було використано відкриту бібліотеку XGBoost, в який, зокрема, реалізовано методи розумного штрафування дерев, пропорційного скорочування листових вузлів, Ньютонове підсилювання, а також, реалізований додатковий параметр рандомізації [10].

Прогнозні дані стосовно нижньої і верхньої меж довірчого інтервалу поширення хвороби до кінця червня 2020 року, отримані з використанням зазначених методів, наведено на рис. 36 і в таблиці 4. Статистична похибка виконаних розрахунків становить 0.03%.

Рисунок 36. Довірчі інтервали прогнозу нових виявлених хворих до 1 липня 2020 року.

Таблиця 4. Нижня та верхня межі оцінок кількості нових хворих до 1 липня 2020 року

Дата Нижня межа Верхня межа
2020-06-20 649 712
2020-06-21 655 720
2020-06-22 657 724
2020-06-23 656 727
2020-06-24 658 730
2020-06-25 666 731
2020-06-26 676 729
2020-06-27 676 725
2020-06-28 669 724
2020-06-29 662 727
2020-06-30 654 729
2020-07-01 645 732

Результати короткострокового прогнозного моделювання кількості хворих на COVID-19 в Україні на 21.06.20 - 25.06.20 (рис.37-40) отримано з використанням багатошарової нейронної мережі «Back Propagation» на основі механізму «ковзного вікна» з кількістю точок даних для навчання нейронної мережі - 12. Бачимо, що після суттєвого сплеску пандемії протягом перших двох декад червня 2020 року ймовірно буде спостерігатися повільне зниження кількості нових інфікованих на день (рис. 37) до входження в довірчий інтервал прогнозу і знаходження в ньому до 1 липня 2020 року (рис. 36). Прогнозовані дані приросту кількості летальних випадків, кількості видужалих людей та відношення кількості видужалих до кількості інфікованих людей в Україні в від вірусу SARS-CoV-2 наведеніі відповідно на рис. 38-40. Такий характер розвитку процесу ймовірно може продовжитися до кінця червня 2020 року.

Рисунок 37. Короткостроковий прогноз приросту кількості інфікованих в Україні вірусом SARS-CoV-2

Рисунок 38. Короткостроковий прогноз приросту кількості летальних випадківв Україні від вірусу SARS-CoV-2

Рисунок 39. Короткостроковий прогноз кількості видужалих в Україні від вірусу SARS-CoV-2

Рисунок 40. Короткостроковий прогноз різниці кількості інфікованих та видужалих в Україні від вірусу SARS-CoV-2

Висновки

  1. Послаблення карантинних заходів негативно вплинуло на епідеміологічну ситуацію в Україні, що в першій половині червня 2020 року призвело до зростання щоденної кількості виявлених випадків до 800-900 за добу. На другому-третьому етапі послаблення карантину відбулося погіршення динаміки захворюваності переважно за рахунок відкриття громадського транспорту міського та міжміського сполучення, торгових ринків, суттєвих порушень анти-епідемічних пересторог на пунктах перетину кордону з західними сусідами України. Статистичне зростання кількості нових випадків також корелює зі збільшенням кількості тестувань в регіонах, де ці показники зросли в 2-3 рази у порівнянні з початком травня.
  2. Ситуація в регіонах України діаметрально відрізняється між Західною частиною країни, де вона значно погіршується або залишається складною, та Південно-Східною частиною. З цього можна зробити висновок про критичність кількості хворих в Західних регіонах України, що визначає значні ризики подальшого поширення пандемії в інші області країни.
    • В Волинській, Львівській, Рівненській, Івано-Франківській, Чернівецькій областях та м. Києві станом на середину червня 2020 року все ще відбувається стрімке поширення пандемії. Протягом першої половини червня тенденції до підвищення рівня інцидентності вище середнього виникли у Вінницькій, Закарпатській, Житомирській, Харківській, Тернопільській та Чернігівській областях, які станом на кінець травня були в групі середнього та низького ризику розвитку хвороби.
    • Серед областей, які станом на 30.05.2020 мали низький ризик несприятливого розвитку пандемії (детальніше), можна виділити Запорізьку, Кіровоградську, Полтавську, Сумську та Херсонську області, які залишились в цій групі. До них долучилась Дніпропетровська область, яка мала середній ризик несприятливого розвитку епідемії.
    • Станом на кінець другої декади червня 2020 року Донецька, Луганська, Миколаївська, Одеська, Хмельницька, та Черкаська області мають середній ризик несприятливого поширення хвороби за рахунок помірного зростання кількості виявлених нових хворих. Проте, збільшення кількості ПЛР-тестувань дає обережну надію на сприятливий розвиток процесу в цих регіонах.
    • До кінця червня кількість нових виявлених хворих в день може коливатися в межах прогнозованого коридору 600-750 людей в день залежно від посилення/послаблення адаптивних карантинних заходів та інтенсивності проведення ПРЛ-тестувань.

Посилання

  1. Peter Navarro, When the Market Moves, Will You Be Ready? McGraw-Hill Education, 2003.
  2. Attilio Meucci, Risk and Asset Allocation. (Springer Finance) 1st ed. 2005. Corr. 3rd printing, 2009.
  3. Marcos Lopez de Prado, Advances in Financial Machine Learning. John Wiley & Sons, Inc, 2018.
  4. Operational monitoring of the COVID-19 situation by the National Health Service of Ukraine (dashboard)
  5. Open data on the incidence of COVID-19 in Ukraine
  6. Kissler, Stephen M., Christine Tedijanto, Edward Goldstein, Yonatan H. Grad, and Marc Lipsitch. "Projecting the transmission dynamics of SARS-CoV-2 through the postpandemic period." Science 368, no. 6493 (2020): 860-868.
  7. Tseng, Fang-Mei, and Gwo-Hshiung Tzeng. "A fuzzy seasonal ARIMA model for forecasting." Fuzzy Sets and Systems 126, no. 3 (2002): 367-376.
  8. Milos Hauskrecht, Linear Regression (Machine Learning). University of Pittsburgh, 2020.
  9. Breiman, Leo; Friedman, J. H., Olshen, R. A., & Stone, C. J. (1984). Classification and regression trees. Monterey, CA: Wadsworth & Brooks/Cole Advanced Books & Software. ISBN978-0-412-04841-8.
  10. XGBoost Library Documentation 

 

Науковий керівник проекту: М.З. Згуровський.

Команда проєкту: О.С. Войтко, Н.В. Горбань, І.М. Джигирей, Б.Р. Дудка, К.В. Єфремов, Ю.П. Зайченко, П.О. Касьянов, О.П. Купенко, М.М. Перестюк, І.О. Пишнограєв, В.В. Путренко.

 
© World Data Center
    for Geoinformatics and Sustainable Development
    June 21, 2020