基于SARIMA、Holt-winters与Prophet三种时间序列模型的2021年武威市丙型病毒性肝炎发病预测

作者：郑艳妮; 赵玉锐; 梁莉萍; 王金玉; 李盛; 李军^*

来源：疾病预防控制通报, 2023, 38(05): 49-68.

DOI：10.13215/j.cnki.jbyfkztb.2303005

• 丙型肝炎
• SARIMA模型
• Holt-winters模型
• Prophet模型
• 预测

目的 基于三种时间序列模型预测2021年武威市丙型肝炎(简称丙肝)月发病数，为武威市丙型肝炎防控政策的制定提供依据。方法 利用R 4.1.3分别建立丙肝月发病数的ARIMA模型、Holt-winters模型和Prophet模型，预测2021年1—12月的发病数，并对比三种模型的拟合情况以及各个模型的预测精度。评价模型拟合指标选用均方误差(MSE)、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)，预测精度指标选用相对误差。结果 三种模型预测趋势基本与真实情况一致，拟合情况最优的为Prophet模型，4个参数均最小(MSE=996.052、RMSE=31.560、MAE=23.818、MAPE=14.043%)。ARIMA(0,1,1)(0,1,2)12与Holt-winters模型的真实值均落在预测值的95%CI内，而Prophet模型3月、11月的真实值不在预测值的95%CI内。SARIMA模型、Holt-winters模型和Prophet模型的平均相对误差分别为16.97%、15.94%和27.39%。结论 三种模型对2021年武威市各月丙肝发病均有较好的预测，其中Holt-winters模型更适合短期预测，可用于武威市丙型肝炎疫情的预警。

• 单位
  公共卫生学院; 兰州市第一人民医院; 基础医学院; 武威市疾病预防控制中心; 甘肃中医药大学; 兰州大学