Sistema de Vigilância para Detecção de Interações Espaço-tempo de Eventos Pontuais

The System of Surveillance proposed consists of the monitoring of a group of point events, in order to detecting quickly the formation of space-time clustering, as soon as begin to appear. It bases on the analysis of prospective statistical methods (on-line studies). In this article, it is to adapt the technique presented by Rogerson (2001), with the intention of detecting the existent cluster, through the visualization of the position in that was formed. Besides, we believed this mechanism can to avoid that observations that don't belong to the cluster make the alarm to sound falsely. Resumo. O Sistema de Vigilância proposto consiste no monitoramento de um conjunto de eventos pontuais, a fim de detectar rapidamente a formação de conglomerados espaço-tempo, assim que estes começam a surgir. Baseia-se na análise de métodos estatísticos prospectivos (Estudos on-line). Neste artigo, objetiva-se adaptar a técnica apresentada por Rogerson (2001), com o intuito de detectar o conglomerado existente, através da visualização da posição em que foi formado. Além disso, acredita-se que a técnica proposta evite que observações que não pertençam ao conglomerado façam o alarme soar falsamente. 1. Introdução Compreender a distribuição espacial de dados oriundos de fenômenos ocorridos no espaço constitui hoje um grande desafio para a elucidação de questões centrais em diversas áreas do conhecimento. Tais estudos vêm se tornando cada vez mais comuns, devido à disponibilidade de Sistemas de Informação Geográfica (SIG) de baixo custo e com interfaces amigáveis, que permitem a visualização espacial de fenômenos sob estudo. A ênfase da análise espacial é mensurar propriedades e relacionamentos, levando em conta a localização espacial do fenômeno em estudo de forma explícita. Usualmente, o processo de modelagem é precedido de uma fase de análise exploratória, associada à apresentação visual dos dados sob forma de gráficos e mapas e a identificação de padrões de dependência espacial no fenômeno em estudo. No caso de análise de padrão de pontos, o objetivo de interesse é a própria localização espacial dos eventos. Detectar aglomerados espaço-tempo de forma rápida, eficiente e em tempo real é uma necessidade em várias áreas do conhecimento. Nas áreas de saúde e social, principalmente, técnicas e ferramentas que possibilitem fazê-lo têm uma importância particular, pois permitem que ações preventivas ou de controle sejam realizadas de forma eficiente. O Sistema de Vigilância em estudo consiste no monitoramento de um conjunto de eventos pontuais, a fim de detectar rapidamente a formação de conglomerados espaço-temporais, assim que estes começam a surgir. Baseia-se na análise de métodos estatísticos prospectivos, que são aqueles estudos em que há uma análise repetida de dados acumulados ao longo do tempo seqüencialmente, com o objetivo de detectar rapidamente qualquer mudança que ocorra na série. Este tipo de estudo também é chamado de caso on-line. Utilizando a estatística de detecção de conglomerados espaço-tempo de Knox e métodos de Soma Acumulada (CUSUM), Rogerson (2001) propõe um sistema de vigilância que detecte conglomerados geograficamente ativos. No entanto, um problema observado é que pode ser que a soma acumulada esteja tão próxima do limiar a partir do qual o processo passe a estar fora de controle, que uma observação não pertencente ao conglomerado, faça o alarme soar falsamente. Pretende-se, desta forma, tentar reformular a técnica apresentada por Rogerson (2001), com o intuito de evitar que estas observações, que não pertençam ao conglomerado, façam o alarme soar quando não deveria. No entanto, neste artigo, o principal objetivo se limitará a apresentar um mecanismo de detecção do conglomerado, através da visualização da localização em que foi formado. 2. Vigilância Estatística Basicamente, um Sistema de Vigilância monitora mudanças quando novas observações tornam-se disponíveis, no decorrer do estudo. Por sua vez, vigilância estatística significa um monitoramento on-line de um processo estocástico X = {X(t); t=1, 2, ...} com o objetivo de detectar uma mudança importante no processo, em um tempo desconhecido τ, tão rápida e precisamente possível. A cada ponto de tempo s de decisão, deve-se discriminar entre dois estados no sistema monitorado: sob-controle (D(s)) e fora-de-controle (C(s)). Para que isso ocorra, utilizam-se as observações acumuladas Xs={X(t); t ≤ s} para formar conjuntos alarme A(s), tais que se Xs ∈ A(s), essa é uma indicação que o processo está no estado C(s) e um alarme é soado. Usualmente, isso é feito usando uma função alarme p(Xs) e um limite de controle g(s). O tempo de um alarme tA é escrito como )} ( ( , min{ s g X p s t s A > = Diferentes tipos de medidas são utilizados para avaliar um método de vigilância, caracterizando seu comportamento quando o processo está sob-controle e fora-decontrole. A distribuição de um alarme falso, por exemplo, é freqüentemente resumida pelo número médio de observações até que o alarme soe, dado que o processo está sobcontrole (ARL0). ] | [ 0 ∞ = = τ A t E ARL Outra medida normalmente utilizada é a probabilidade de um alarme falso: