[논문 리뷰] Quantifying human mobility behavior changes in response to non-pharmaceutical interventions during the COVID-19 outbreak in the United States

Yixuan Pan, Aref Darzi외 5명|arXiv (Cornell University)|2020. 05. 04.

COVID-19 epidemiological studies참고 문헌 21인용 수 11

한 줄 요약

이 연구는 2020년 1월 1일부터 4월 9일까지 미국 본토의 이동 기기 위치 데이터를 사용하여 사회적 거리 두기 지수(SDI)를 도입하여 비약리적 조치(NPI)에 대한 인간 이동성의 변화를 정량화한다. 주요 발견은 국가 비상사태 선포와 자가 격리 명령이 사회적 거리 두기를 크게 증가시켰지만, 일부 사례 수가 증가하는 주와 카운티에서는 반응이 지연되거나 부족하여 공중보건 위험을 초래했다.

ABSTRACT

Ever since the first case of the novel coronavirus disease (COVID-19) was confirmed in Wuhan, China, social distancing has been promoted worldwide, including the United States. It is one of the major community mitigation strategies, also known as non-pharmaceutical interventions. However, our understanding is remaining limited in how people practice social distancing. In this study, we construct a Social Distancing Index (SDI) to evaluate people's mobility pattern changes along with the spread of COVID-19. We utilize an integrated dataset of mobile device location data for the contiguous United States plus Alaska and Hawaii over a 100-day period from January 1, 2020 to April 9, 2020. The major findings are: 1) the declaration of the national emergency concerning the COVID-19 outbreak greatly encouraged social distancing and the mandatory stay-at-home orders in most states further strengthened the practice; 2) the states with more confirmed cases have taken more active and timely responses in practicing social distancing; 3) people in the states with fewer confirmed cases did not pay much attention to maintaining social distancing and some states, e.g., Wyoming, North Dakota, and Montana, already began to practice less social distancing despite the high increasing speed of confirmed cases; 4) some counties with the highest infection rates are not performing much social distancing, e.g., Randolph County and Dougherty County in Georgia, and some counties began to practice less social distancing right after the increasing speed of confirmed cases went down, e.g., in Blaine County, Idaho, which may be dangerous as well.

연구 동기 및 목표

• 코로나19 초기 단계 동안 비약리적 조치(NPI)에 대한 인간 이동성 행동의 변화를 이해하기 위해.
• 미국 주와 카운티 전역에서 이동성 감소를 정량화하기 위한 표준화된 지표인 사회적 거리 두기 지수(SDI)를 개발하기 위해.
• 확진자 수와 사회적 거리 두기 반응의 시기성 및 강도 간 상관관계를 평가하기 위해.
• 특히 사례 수가 증가하는 지역에서 사회적 거리 두기 준수의 지리적 격차를 규명하기 위해.
• 사례 증가율이 둔화된 지역에서 사회적 거리 두기 행동의 조기 완화 위험을 평가하기 위해.

제안 방법

• 연구는 알라스카와 하와이를 포함한 미국 본토의 익명화된 집계 이동 기기 위치 데이터를 기반으로 사회적 거리 두기 지수(SDI)를 구축한다.
• SDI는 사례 발생 이전 기준치와의 비교를 통해 매일의 이동 패턴을 분석하여 공공장소 방문 빈도와 이동 감소 정도를 측정한다.
• 분석 기간은 1월 1일부터 4월 9일까지 100일로, 첫 번째 미국 사례 발생부터 NPI 정점에 이르는 기간을 포함한다.
• 연구진은 국가 비상사태 선포 및 주 수준의 자가 격리 명령과 같은 공식 보건 이벤트와 SDI 추세를 상관 분석한다.
• 지역 사례 수와 증가율에 따라 주 및 카운티 수준에서 이동성 반응을 비교하기 위해 공간 분석을 수행한다.
• 시간적 시리즈 분석을 통해 주요 정책 조치 및 사례 급증 사건 이전, 동안, 이후의 SDI 변화를 추적한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 국가 비상사태 선포는 미국 전역에서 인간 이동성과 사회적 거리 두기 행동에 어떤 영향을 미쳤는가?
• RQ2 주 수준의 자가 격리 명령은 이동성 감소에 얼마나 유의미한 상관관계를 보였는가?
• RQ3 확진자 수가 많은 주의 이동 패턴은 사례 수가 적은 주와 비교해 NPI에 대한 반응에서 어떻게 다를까?
• RQ4 특히 감염률이 높은 지역에서 사회적 거리 두기 준수에 지리적 격차가 존재하는가?
• RQ5 신규 확진자 수 증가율 감소는 조기 사회적 거리 두기 완화로 이어지는가?

주요 결과

• 국가 비상사태 선포는 대부분의 주에서 이동성 감소를 유발하는 것으로 측정된 사회적 거리 두기 증가 효과를 보였다.
• 의무적 자가 격리 명령은 이동성 감소를 더욱 심화하고 지속적으로 유지시켜 강력한 정책 기반 행동 변화를 보였다.
• 확진자 수가 많은 주들은 NPI에 더 빠르고 강하게 반응하여 더 이르고 강한 이동성 감소를 보였다.
• 워싱턴, 노스다코타, 몬태나와 같이 사례 수가 적은 일부 주는 사례 수 급증에도 불구하고 사회적 거리 두기 행동이 거의 없었다.
• 조지아 주의 랜드럼 및 도거티 카운티처럼 감염률이 높은 지역은 이동성 감소가 제한적이었으며, 사회적 거리 두기 준수 수준이 낮음을 시사했다.
• 아이다aho 주의 블레인 카운티처럼 사례 증가율이 둔화된 후 사회적 거리 두기가 감소한 것은 조기 완화를 암시하며 재유풍화 위험을 초래할 수 있다.