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Granger 因果发现 (Granger Causality in TPP) 2026-06-16 2026-06-16 concept
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Granger 因果发现 (Granger Causality in TPP)

Granger 因果关系在 TPP 上下文中指:如果事件类型 k' 的过去信息对预测事件类型 k 的未来发生速率有显著贡献,则 k' Granger-causes k。

数学基础

在 K 变量的 hawkes-process 中:

lambda*_k(t) = mu_k + sum_{k'=1}^K sum_{t_n < t, k_n=k'} phi_{k,k'}(t - t_n)

关键等价关系phi_{k,k'}(·) = 0 当且仅当 k' 对 k 没有 Granger 因果影响。

因此,估计触发函数 phi_{k,k'} 等价于学习因果图。

两大方法体系

约束法 (Constraint-based)

通过统计检验剪枝伪连接:

  • 条件独立检验:测试 k' 的历史是否在给定其他变量时仍对 k 有显著预测力
  • Runge et al. (2019):通用离散时间框架
  • Mogensen (2020):扩展至连续时间域

评分法 (Score-based)

通过优化带稀疏正则的目标函数学习因果结构:

  • Group sparsity (Xu et al., 2016):对 phi_{k,k'} 组施加稀疏性约束
  • 核范数 + L1 (Zhou et al., 2013c):双正则化
  • MDL/MML (Jalaldoust et al., 2022):基于数据压缩原理的结构选择,可融合先验知识
  • Cumulant matching (Achab et al., 2018):利用累积量解析形式加速推断,无需估计触发函数

核心应用

领域 事件类型 因果问题
神经科学 神经元脉冲 功能连接(哪些神经元驱动哪些?)
金融 买卖单 "买"是否引发"卖"
AI 运维 系统事件 故障根因定位
医疗 症状/用药 药物交互作用
网络安全 安全警报 攻击模式分析

参考