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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16540
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 21-Jan-2022 |
Autor(es): | LEITE, Saulo Joel Oliveira![]() |
Primeiro(a) Orientador(a): | OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de![]() |
Título: | Predição de séries temporais da covid-19: uma avaliação do uso dos modelos suavização exponencial, ARIMA, MLP & LSTM |
Título(s) alternativo(s): | Covid-19 Time Series Prediction: an evaluation of the use of the exponential smoothing models, ARIMA, MLP & LSTM. |
Citar como: | LEITE, Saulo Joel Oliveira. Predição de séries temporais da covid-19: uma avaliação do uso dos modelos suavização exponencial, ARIMA, MLP & LSTM. Orientador: Roberto Célio Limão de Oliveira. 2022. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2022. Disponível em:https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16540 . Acesso em:. |
Resumo: | Neste trabalho, será discutido como foram desenvolvidas implementações dos modelos preditivos ARIMA, LSTM, MLP e Suavização Exponencial para predição de séries temporais de casos confirmados e mortes por COVID-19, para a avaliação de qual dentre esses obtém o melhor resultado. A COVID-19 é a doença causada pelo coronavírus denominado SARS-CoV-2, que acarretou num grande número de infectados em nível global. Segundo a OMS, até dezembro de 2021, foram estimados mais de 305 milhões de infectados em todo mundo. Como se fez necessário o uso de dados fidedignos para a realização das predições, a base de dados utilizada para o desenvolvimento desse trabalho, é de domínio público e foi cedida pela Universidade Johns Hopkins. Os dados de séries temporais de casos confirmados e mortes do Brasil, Índia, Itália e Estados Unidos da América foram comparados e selecionados para a realização de predições. Acerca dos modelos preditivos, a rede neural Long Short-Term Memory é capaz de aprender longas sequências de observações para, deste modo, realizarem previsões. Além desse, a Perceptron Multicamadas (PMC ou MLP — Multi-Layer Perceptron) é uma rede neural com uma ou mais camadas ocultas com um número indeterminado de neurônios. Ademais, o ARIMA é um modelo autorregressivo integrado de médias móveis (autoregressive integrated moving average). Por fim, a Suavização exponencial (Exponential Smoothing) é um modelo de predição altamente preciso para suavizar dados de séries temporais. Assim sendo, após a realização dos treinos e testes de cada um dos modelos, realizou-se a avalição de desempenho com o método de raiz do erro quadrático médio (RMSE) e com base nos resultados dos modelos implementados para a predição de dados referentes aos casos confirmados e as mortes da pandemia de COVID-19, pôde-se avaliar que o modelo ARIMA obteve o melhor desempenho dentre os demais. |
Abstract: | In this master’s degree dissertation, it will be discussed how the predictive models ARIMA, LSTM, MLP and Exponential Smoothin were developed and implemented to predict time series of confirmed cases and deaths from COVID-19, to assess which among these obtains the best result. COVID-19 is a disease caused by the coronavirus called SARS-CoV-2, which has resulted in a large number of infected people globally. According to the WHO, more than 305 million people are estimated to be infected worldwide. As it was necessary to use reliable data to carry out the predictions, the database used for the development of this dissertation is in the public domain and was provided by the Johns Hopkins University. Time series data of confirmed cases and deaths from Brazil, India, Italy and the United States of America were compared and selected to make predictions. About the predict models, the Long Short-Term Memory neural network is capable of learning long sequences of observations to make predictions. Besides this, the Multi-Layer Perceptron is a neural network with one or more hidden layers with an undetermined number of neurons. In addition, the ARIMA is an autoregressive integrated moving average. Finally, Exponential Smoothing is a highly accurate prediction model for smoothing time series data. Therefore, after carrying out the training and testing of each of the models, the performance evaluation was carried out with the root-mean-square error (RMSE) method and based on the results of the implemented models for the prediction of data referring to the confirmed cases and deaths from the COVID-19 pandemic, it was possible to evaluate that the ARIMA model had the best performance among the others. |
Palavras-chave: | Covid-19 LSTM (Long short term memory) Suavização exponencial ARIMA (Auto-regressive integrated moving average) ARIMA - Modelo autoregressivo integrado de médias móveis |
Área de Concentração: | COMPUTAÇÃO APLICADA |
Linha de Pesquisa: | INTELIGÊNCIA COMPUTACIONAL |
CNPq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::ENGENHARIA DE SOFTWARE |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
Fonte URI: | Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br |
Fonte: | 1 CD-ROM |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Engenharia Elétrica (Mestrado) - PPGEE/ITEC |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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