[en] ANALYSIS OF THE CONTRIBUTION OF CHARACTERISTICS ASSOCIATED WITH THE EVOLUTION OF DEATHS FROM COVID19 IN BRAZILIAN STATES USING SHAPLEY VALUES

[pt] ANÁLISE DA CONTRIBUIÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ASSOCIADAS À EVOLUÇÃO DOS ÓBITOS POR COVID-19 NOS ESTADOS BRASILEIROS UTILIZANDO OS VALORES DE SHAPLEY

[pt] PAULO HENRIQUE COUTO SIMOES

[pt] VALOR DE SHAPLEY

[pt] XGBOOST

[pt] COBERTURA VACINAL

[pt] MEDIDA DE CONTENCAO

[pt] COVID-19

[en] SHAPLEY S VALUE

[en] XGBOOST

[en] VACCINATION COVERAGE

[en] CONTAINMENT MEASURE

[en] COVID-19

[pt] Este trabalho propõe um método para hierarquizar a contribuição de diferentes estratégias para conter a evolução da pandemia de COVID-19 em diferentes estados do Brasil, nos períodos pré- e pós-vacinação. O método proposto incluiu o aprendizado automático de modelos de regressão utilizando o algoritmo de aprendizado de máquina XGBoost, e aplicou a teoria dos jogos cooperativos de Shapley para quantificar a contribuição das características analisadas para a variável-alvo. Para interpretar o modelo globalmente, foi usado o SHapley Additive exPlanations (SHAP), que é um algoritmo baseado na teoria de Shapley. Os resultados de avaliação do método apontaram a sua eficácia para quantificar a contribuição de cada variável de forma robusta, e revelam que os percentuais de cobertura vacinal de primeira e segunda dose, além do fechamento das escolas, foram as medidas que tiveram maior contribuição na evolução do número de casos e óbitos por COVID-19. A ponderação das variáveis pode ajudar os atores responsáveis na elaboração de políticas públicas para minimizar os efeitos socioeconômicos em suas regiões, dado que o Brasil é um país que possui extrema desigualdade social.

[en] This work proposes a method to rank the contribution of different strategies to contain the evolution of the COVID-19 pandemic in different states of Brazil, in the pre- and post-vaccination periods. The proposed method included the automatic learning of regression models using the XGBoost machine learning algorithm, and applied Shapley s cooperative game theory to quantify the contribution of the analyzed characteristics to the target variable. To interpret the model globally, the SHapley Additive exPlanations (SHAP) was used, which is an algorithm based on Shapley s theory. The evaluation results point to its efficacy to quantify the contribution of each variable in a robust way, and reveal that the percentages of first and second dose vaccination coverage, in addition to the closing of schools, were the measures that had the greatest contribution in the evolution of the number of cases and deaths due to COVID-19. The weighting of variables can help the actors responsible in the elaboration of public policies to minimize the socioeconomic effects in their regions, since Brazil is a country that has extreme social inequality.

PAULA MEDINA MACAIRA LOURO

FERNANDA ARAUJO BAIAO AMORIM

FERNANDA ARAUJO BAIAO AMORIM

PAULA MEDINA MACAIRA LOURO

OTAVIO TAVARES RANZANI

VINICIUS LAYTER XAVIER

2022-09-27

2022-08-24

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=60658@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.60658