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Enregistrement W3203931921

Multivariate Time Series Data Causal Discovery

2021· dissertation· en· W3203931921 sur OpenAlexfundno aff
Bo Chang

Notice bibliographique

RevueUWSpace (University of Waterloo) · 2021
Typedissertation
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueTime Series Analysis and Forecasting
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaOntario Centres of Excellence
Mots-clésMultivariate statisticsSeries (stratigraphy)Time seriesMultivariate analysisData miningComputer scienceData scienceEconometricsStatisticsMathematicsGeology
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

One of the goals for Artificial Intelligence is to achieve human-like intelligence. To that
\nend, several solutions were proposed over the decades, where causal structure discovery
\nwas proposed as a viable tool for enabling human-like reasoning. It can be treated as two
\nstages, first causal discovery that examines the cause-effect relationships between variables,
\nwhich are then used in the second stage, referred to as causal parameter inference, to
\nperform causal inference using counterfactual/logic-like reasoning similar to how human
\nbeings approach a problem. Generally speaking, there are two types of causal discovery
\nalgorithms: those that work with random variables and those that work with time series
\ndata. The focus of this thesis will be on the latter.
\nPerforming causal studies on real world dataset is very challenging for time series data
\nas it is prevalent to run into missing values. Currently, all existing causal algorithms require
\nevenly-sampled time series data which unfortunately are not always available.
\nIn this thesis I proposed a systems that can address this difficulties that is hindering
\ncausal learning on real world datasets. The proposed system performs causal discovery
\nusing time series data with missing entries (i.e., sparsely sampled data at varying intervals).
\nThe solution put forward for this task is comprised of two parts: data filling with Gaussian
\nProcess Regression, and causal learning using a the traditional Vector Autoregressive Model
\nor Machine Learning based approach. For the first part, experiments have shown that
\nGaussian Process Regression outperformed all the benchmark filling techniques such as
\nK Nearest Neighbour regression, Parametric Linear filling as well as random variable
\nfilling. The obtained Root Mean Square Error for GPR filled was the smallest under across
\nall filling percentages, comfortably beating benchmark algorithms by margins (RMSE
\ndifference varies from 0.05 to 1.5). As for the second part, an Echo State Network for
\ncausal learning is used due to its fast running time and higher prediction capabilities when
\ncompared with other causal learning algorithms available in the industry such as algorithms
\nlike Structural Expectation Maximization (SEM), and Subsampled Linear Auto-Regression
\nAbsolute Coefficients algorithm (SLARAC). When working with a 10 percent missing
\nentries, the proposed system is capable of obtaining an MCC score of 0.31 on a -1 to +1
\nscale where +1 represents perfect prediction and -1 represents complete no usefulness of
\nthe result. The MCC score received from the proposed system significantly outperformed
\nother methods such as SEM and SLARAC. To showcase the ability of the proposed system
\nto adapt causal relationships on real world engineering applications, the experiment was
\nconducted using a chemical refinery dataset called the Tennessee Eastman (TE) dataset.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Qualitatif · Signal consensuel: Qualitatif
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,977
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,003
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,016
Tête enseignante GPT0,209
Écart entre enseignants0,193 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeQualitatif
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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