[논문 리뷰] Non-Compulsory Measures Sufficiently Reduced Human Mobility in Tokyo during the COVID-19 Epidemic

Takahiro Yabe, Kota Tsubouchi외 4명|Osaka City University (Osaka City University)|2020. 05. 18.

Human Mobility and Location-Based Analysis참고 문헌 28인용 수 16

한 줄 요약

이 연구는 코로나19 초기 유행 기간 동안 도쿄의 20만 명 이상의 사용자로부터 익명화된 모바일 폰 데이터를 분석하여 비의무적인 사회적 거리두기 조치의 영향을 평가한다. 2020년 4월 15일 기준으로 인간의 이동성은 약 50% 감소했고, 사회적 접촉은 70% 감소했으며, 이는 유효 복제수의 감소와 관련이 있었으며, 강제 봉쇄 없이도 자율적 조치만으로도 전파를 상당히 줄일 수 있음을 보여준다.

ABSTRACT

While large scale mobility data has become a popular tool to monitor the mobility patterns during the COVID-19 pandemic, the impacts of non-compulsory measures in Tokyo, Japan on human mobility patterns has been under-studied. Here, we analyze the temporal changes in human mobility behavior, social contact rates, and their correlations with the transmissibility of COVID-19, using mobility data collected from more than 200K anonymized mobile phone users in Tokyo. The analysis concludes that by April 15th (1 week into state of emergency), human mobility behavior decreased by around 50%, resulting in a 70% reduction of social contacts in Tokyo, showing the effectiveness of non-compulsory measures. Furthermore, the reduction in data-driven human mobility metrics showed correlation with the decrease in estimated effective reproduction number of COVID-19 in Tokyo. Such empirical insights could inform policy makers on deciding sufficient levels of mobility reduction to contain the disease.

연구 동기 및 목표

• 코로나19 초기 유행 기간 동안 도쿄에서 비의무적인 비약리적 조치(NPIs)가 인간 이동성에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 대규모 모바일 폰 궤적 데이터를 사용하여 사회적 접촉 빈도의 변화를 정량화하기 위해.
• 도쿄에서 이동성 감소와 코로나19 유전자 바이러스 SARS-CoV-2의 유효 복제수 R(t) 간의 상관관계를 조사하기 위해.
• 정책 입안자들에게 자율적이고 의무적이지 않은 공중보건 조치의 효과성에 대한 실증적 증거를 제공하기 위해.

제안 방법

• 도쿄에서 4개월 동안 20만 명 이상의 사용자로부터 익명화된 모바일 폰 GPS 데이터를 사용하였다.
• 개별 궤적을 복원하고 이동 패턴을 추정하기 위해 시공간 보간법을 적용하였다.
• 100m 공간 임계값을 사용하여 이동성 지수를 계산: 궤도 반경(Rg), 총 이동 거리(TTD), 집에 머무르는 비율(SAHκ).
• '집에 있지 않은' 기간 동안 상호 100m 이내에 있는 사용자를 식별하여 사회적 접촉 지수(SCI)를 계산하였으며, 패안 기준 평일 정점 수준으로 정규화하였다.
• 시리얼 간격과 잠복기 분포에 Weibull 및 로그정규분포를 사용하여 역계산 방법을 적용해 유효 복제수 R(t)를 추정하였다.
• 일일 확진자 수 데이터에서 R(t)를 추정하기 위해 포isson 우도를 사용한 재생방정식 모델을 적용하였으며, 7일 중심 이동평균을 통해 부드럽게 처리하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비의무 조치가 코로나19 초기 유행 기간 동안 도쿄의 인간 이동성에 얼마나 큰 영향을 미쳤는가?
• RQ2 이동 패턴의 변화가 사회적 접촉 감소와 어떻게 상관관계가 있는가?
• RQ3 도쿄에서 이동성 감소와 SARS-CoV-2의 유효 복제수 R(t) 변화 사이의 시간적 관계는 어떠한가?
• RQ4 강제 봉쇄 없이도 자율적 행동 변화만으로 전파 가능성은 얼마나 감소했는가?

주요 결과

• 2020년 4월 15일, 국가비상사태 선포 1주일 후, 도쿄의 인간 이동성은 패안 기준 대비 약 50% 감소하였다.
• 사회적 접촉 지수(SCI)는 4월 15일 기준 70% 감소하여 인지 간 상호작용의 현저한 감소를 나타내었다.
• 유효 복제수 R(t)는 이동성과 접촉 감소와 함께 유사한 추세로 감소하였으며, 관찰된 행동 변화와 강한 상관관계를 보였다.
• 특히 궤도 반경과 총 이동 거리의 감소는 비상사태 기간 동안 유의미하고 지속적인 감소를 보였다.
• 집에 머무르는 비율이 크게 증가하였으며, 특히 자신의 거주지 예측 위치에서 100m 이내에 머무르는 인구가 두드러지게 증가하였다.
• 본 연구는 비의무 조치만으로도 대규모의 이동성 및 접촉 빈도 감소를 이끌 수 있으며, 도쿄에서 전파 가능성 저감에 기여했음을 입증하였다.