秦皇岛气象条件对儿童上呼吸道疾病影响研究
作者单位：秦皇岛市气象局
会议名称：《第35届中国气象学会年会》
会议日期：2018年
学科分类：1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 1002[医学-临床医学] 100202[医学-儿科学] 100402[医学-劳动卫生与环境卫生学] 10[医学]
关 键 词：气象条件 儿童 上呼吸道感染 逐步回归 人工神经网络
摘 要：目的探讨秦皇岛地区气象条件对儿童上呼吸道疾病的影响,预测就诊人数,为医疗气象服务提供新方法。方法利用秦皇岛地区2015‐2016年儿童上呼吸道疾病就诊人数资料和同期气象资料,分析气象条件与上呼吸道疾病儿童就诊人数的相关性,在此基础上,分别使用逐步回归分析和BP人工神经网络建立上呼吸道疾病儿童就诊人数预测模型,并对预测效果进行评价。结果 （1）使用时间序列分析方法进行分析发现秦皇岛儿童上呼吸道疾病就诊人数存在一定的波动性和周期性,每年7‐8月都有一次发病高峰,春季存在一个发病的次高峰,月平均气温高、相对湿度高、平均气压低时就诊人数较多;（2）单因素分析显示气象条件对儿童上呼吸道疾病的发生有较为显著的影响,上呼吸道疾病发病人数与气温、气压要素的相关性最好,与气温、相对湿度呈正相关,与气压、风速、前72h气温变幅呈负相关。同时气象要素对上呼吸道感染发病人数的影响有一定的滞后性,且多为1—3天。（3）利用人工神经网络建立就诊人数预测模型,构建了3层人工神经网络,网络结构为11‐7‐1（即有11个输入、7个隐层节点和1个输出）,隐含层传递函数为purelin,输出层传递函数为logsig。（4）使用逐步回归分析建立的就诊人数预测模型平均绝对误差MAE为2.95,平均绝对百分比误差MAPE为29.77%,均方根误差RMSE为3.71,预测准确度P为80.29%,BP神经网络预测模型平均绝对误差MAE为2.88,平均绝对百分比误差MAPE为29.74%,均方根误差RMSE为5.89,预测准确度P为80.75%。结论和讨论（1）总体来看,2015‐2016年间秦皇岛地区儿童呼吸系统疾病发病率较高,已经成为影响甚至威胁儿童身体健康的重要因素,上呼吸道疾病中上呼吸道感染对儿童影响最大,发病人数所占比例较高。上感疾病的发病高峰主要出现在夏秋季。（2）气象条件对呼吸系统疾病的发生有较为显著的影响,同时这种影响表现出一定的滞后性,多为1‐3天。上呼吸道疾病就诊人数与气温、相对湿度呈正相关,与气压、风速、前72h气温变幅呈负相关,且与气温、气压的相关性最好。夏季天气炎热,人们穿着较少,室内气温较低,而闷热的天气条件下人体出汗增多,毛孔大幅张开使得人体更容易受凉,诱发发病。夏季的热效应较之秋冬的冷效应更为显著,因此夏季患病就诊人数。（3）本研究建立了上呼吸疾病的逐步回归和BP神经网络预测模型,将神经网络预测模型与逐步回归分析预测方程所得预测值的历史拟合率、预报率进行比较从而较为客观的对两种模型进行评价,可以看出两种模型效果相差不大,BP神经网络的平均绝对误差略小,预测准确度略高,然而均方根误差相对较大,同时综合考虑逐步回归分析模型的简便性,认为逐步回归分析模型的精度和稳定性略优于BP神经网络预测模型。（4）建立气象条件与就诊人数之间的关系,对就诊人数进行预测,能够为儿童呼吸道疾病的防治提供科学依据,有助于指导学校对儿童的体育课程、户外活动做出更加合理的安排。（5）现在已有研究表明大气污染物对呼吸系统疾病发病和死亡存在一定的影响,因此引入大气污染物因素与气象因素共同作为输入建立预报模型具有一定的研究意义。同时,由于家长对儿童下感疾病症状了解程度不同,存在部分患儿首先在家服药、就诊延迟的情况,或者存在周末集中就医的情况。接下来应积累儿童就诊资料,同时针对这两个问题开展研究,以建立更为可靠、针对性强的预测模型,为开展呼吸系统疾病医疗气象服务提供一定的理论和技术支持。