Stochastic models of interacting populations have crucial roles in scientific fields such as epidemiology and ecology, yet the standard approach to extending an ordinary differential equation model to a Markov chain does not have sufficient flexibility in the mean-variance relationship to match data (e.g. \cite{bjornstad2001noisy}). A previous theory on time-homogeneous dynamics over a single arrow by \cite{breto2011compound} showed how gamma white noise could be used to construct certain over-dispersed Markov chains, leading to widely used models (e.g. \cite{breto2009time,he2010plug}). In this paper, we define systemic infinitesimal over-dispersion, developing theory and methodology for general time-inhomogeneous stochastic graphical models. Our approach, based on Dirichlet noise, leads to a new class of Markov models over general direct graphs. It is compatible with modern likelihood-based inference methodologies (e.g. \cite{ionides2006inference,ionides2015inference,king2008inapparent}) and therefore we can assess how well the new models fit data. We demonstrate our methodology on a widely analyzed measles dataset, adding Dirichlet noise to a classical SEIR (Susceptible-Exposed-Infected-Recovered) model. We find that the proposed methodology has higher log-likelihood than the gamma white noise approach, and the resulting parameter estimations provide new insights into the over-dispersion of this biological system.


翻译:互动人群的物理模型在流行病学和生态学等科学领域具有关键作用,然而,将普通差异方程式模型扩展至Markov链条的标准方法在中差关系上没有足够的灵活性来匹配数据(例如,\cite{bjjornstad2001noisy})。先前关于对单一箭头使用时间-共性动态的理论(cite{breto2011commound})表明,伽马白噪音可以如何用于构建某些超分散的Markov链,从而导致广泛使用的模型(例如,\cite{breto2009time,he2010plug})。在本文中,我们定义了系统性的极度超分散关系,为一般时间-不均匀的随机图形模型开发了理论和方法。我们基于diriclet噪音的这一方法,导致在一般直径模型上形成一个新的马可变模型。我们所选择的概率估算方法(例如,crediference)与基于现代概率的估算方法相兼容,从而导致广泛使用的模型(例如,creditiondeference) (ciondeference) (creditiondeferenceDeference),Oliferencedeference-deference-deference-deference-deference-deference) (我们所拟议的系统可以广泛地评估了一个新的数据方法,我们如何可以提供新的系统。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月23日
Arxiv
10+阅读 · 2018年3月23日
Arxiv
7+阅读 · 2018年3月21日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员