Using Mathematical Modeling to Evaluate the Restricted Course of Coronavirus Pandemic (COVID-19) in Turkey

Authors : Kaan YETİLMEZSOY, Majid BAHRAMİAN, Necdet Cem AYLA

Pages : 33-43

View : 18 | Download : 9

Publication Date : 2021-06-09

Article Type : Research Paper

Abstract :Yeni koronavirüs pandemisi (COVID-19), ilk olarak Çin’in Hubei eyaletinin yönetim merkezi ve en büyük şehri olan Wuhan kentinde Aralık 2019’da tespit edilmiş olup, tüm dünyayı etkisi altına almış durumdadır. Bu çalışmanın yapıldığı 25 Nisan 2020 Cumartesi günü itibarıyla dünyada COVID-19 kaynaklı 2,908,206 vaka ve 202,501 ölüm rapor edilmiştir. Ocak 2020’den itibaren Çin dışında da görülmeye başlayan COVID-19 vakaları, ülkemizde (Türkiye’de) ilk kez 10–11 Mart 2020 tarihinde görülmüş ve 25 Nisan 2020 tarihi itibarıyla Türkiye’nin koronavirüs bilançosu 107,773 vaka ve 2,706 ölüm değerleriyle kayıtlara geçmiştir. Bu çalışma kapsamında, Türkiye’deki koronavirüs pandemisi seyrinin matematiksel açıdan irdelenmesi hedeflenmiş ve ülkemiz için elde edilen verilere göre salgının kısıtlamalı sürecinin gidişatı hakkında bir tahmin modellemesi yapılmıştır. Salgının şu ana kadar Türkiye’de pik düzeyde görüldüğü zaman, enfeksiyon ve iyileşme hızları ve salgın sonunda maruz kalınabilecek vaka sayısı gibi faktörler göz önüne alınarak birikimli pozitif vaka ve iyileşme sayıları için lojistik modeller önerilmiştir. Model parametreleri MATLAB® programı vasıtasıyla Nelder–Mead simpleks doğrudan arama ve Broyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno (BFGS) Quasi-Newton kübik doğrultu belirleme algoritmaları kullanılarak çözümlenmiştir. Günlük vaka ve günlük ölüm sayısı verileri için önerilen ekponansiyel modeller ise DataFit® programı vasıtasıyla Richardson ekstrapolasyon metodu ve çift hassasiyetli Levenberg–Marquardt yöntemi kullanılarak çözümlenmiş ve enfeksiyonun gidişatı yorumlanmıştır. Mevcut kısıtlamalı veri seyrinin ekstrem durumlar (kural ihlalleri, yeni salgın dalgası, vb.) olmaksızın benzer şekilde ilerlemesi durumunda, Türkiye’deki COVID-19 kaynaklı günlük vakaların Mayıs 2020’nin ilk haftası itibarıyla 1000’in altına ve son haftası itibarıyla da 100’ün altına inebileceği öngörülmüştür. Tahmin sonuçları, kısıtlamalı sürecin devam etmesi halinde ülkemizdeki salgın sonunda 120,000’in üzerinde maruz kalınmış vaka olabileceğini ve enfeksiyonların sayısal anlamda sona ermesi sürecinin ise Temmuz 2020’nin son haftasını bulabileceğini göstermiştir.
Keywords : Koronavirüs pandemisi COVID 19, Matematiksel modelleme, Lojistik fonksiyon, Nonlineer regresyon analizi, İstatistiksel analiz, DataFit®, MATLAB®