基于区域结构探测与边缘辨识发现时间序列因果关系转换

来源：济南大学学报·自然科学版杂志2025年第03期北京时间：

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摘要：为了提高现有方法挖掘随时间变化的因果关系的准确性，针对包含一个因果关系区域的二元时间序列，提出通过辨识不同区域结构及结构边缘挖掘时间序列因果关系转换点的方法。该方法将因果关系区域在时间序列中的可能位置设计为左区、右区、中区结构，采用现有的因果关系发现方法探测粗略的因果关系区域，并区分为某种区域结构；根据不同区域结构的特点设计对应的边缘辨识措施，设置渐增的探测窗口及其因果强度指标，以辨识出区域结构边缘作为因果关系转换点，提高因果关系转换点的识别精度；分别在2个模拟数据集和2个真实数据集中实验验证所提方法识别因果关系转换点的准确性。结果表明，所提方法在可分离模拟数据集上使用Granger因果分数得到的因果关系转换点的平均准确性高于对比方法的，在弱耦合模拟数据集上使用收敛交叉映射因果分数得到的因果关系转换点的平均准确性在耦合程度为0.01和0.50时高于对比方法的，在2个真实数据集上使用Granger因果分数得到的因果关系转换点的准确性高于对比方法的。

关键词：时间序列;因果关系;因果关系转换;收敛交叉映射;Granger因果检验

基金资助：国家自然科学基金项目(62106049);; 福建省自然科学基金项目(2022J01656)