(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111661727.0 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市新港西路13 5号 (72)发明人 陈鹏飞　陈楠栖　郑子彬　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 彭祯奇 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 时间序列因果关系图的构建方法 (57)摘要 本申请公开一种时间序列因果关系图的构 建方法， 基于若干条时间序列， 计算每条时间序 列的第一时间滞后值和每两条时间序列之间的 第二时间滞后值。 确定每条时间序列的直接滞后 因变量和初始连接图。 利用条件独立性准则判断 初始连接图中每两个相互连接的节点所对应的 时间序列之间是否存在因果关系， 由此得到中间 连接图。 然后确定中间连接图中的具有因果滞后 关系的时间序列之间的无向边的方向后， 再次利 用条件独立性准则检查每两条当前时刻 的时间 序列之间的无向边是否真实存在， 得到最终的时 间序列因果 关系图。 该方案通过第一时间滞后值 对每两条时间序列进行拟合得到残差序列， 并利 用残差序列去计算第二时间滞后值， 可以提高对 因果关系 判断的准确度。 权利要求书4页 说明书17页 附图4页 CN 114266322 A 2022.04.01 CN 114266322 A 1.一种时间序列因果关系图的构建方法， 其特 征在于， 包括： 获取时间序列数据集， 所述时间序列数据集中包 含若干条时间序列； 计算每条所述时间序列的第一时间滞后值和每两条所述时间序列之间的第二时间滞 后值， 其中， 所述第一时间滞后值为所述时间序列由于 自相关性导致的自身与自身之间的 时间滞后值， 所述第二时间滞后值 为每两条 所述时间序列之间因果关系的时间滞后值； 根据所述第 一时间滞后 值和第二时间滞后值确定每条时间序列的直接滞后因变量， 基 于各时间序列的直接滞后因变量， 确定所述时间序列数据集的初始连接图； 其中， 所述初始连接 图包含节点和无向边， 一个节点代表所述时间序列数据集中的一 条时间序列， 每条时间序列的直接滞后因变量所对应的节点与时间序列所对应的节点通过 一条无向边连接， 当前时刻的每两条 所述时间序列所对应的节点 通过一条 无向边连接； 利用第一条件集按照条件独立性准则判断所述初始连接图中的每两个相 互连接的节 点所对应的时间序列之间是否存在因果关系， 若是， 则 保留节点之间的无向边， 若否， 则删 去节点之间的无向边， 得到中间连接图； 根据各条时间序列的直接滞后因变量确定所述中间连接图中， 时间序列的直接滞后因 变量所对应的节点与时间序列所对应的节点之间的无向边的方向， 得到有向边； 利用第二条件集按照条件独立性准则检查每两条当前时刻的时间序列所对应的节点 之间的无向边是否 真实存在， 若 是， 则确定无向边的方向， 得到有向边； 若否， 则删去时间序 列之间的无向边， 由此得到最 终的时间序列因果关系图； 其中， 所述第二条件集不同于所述 第一条件集。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述计算每条所述 时间序列的第 一时间滞 后值， 包括： 设定时间间隔为tau， 时间序列长度为T， 预设第一时间间隔、 第二时间间隔和显著性阈 值， 其中， 所述第一时间 间隔大于或等于1； 将所有时间序列进行归一化处理， 并设定当前时刻为t时刻， 在t时刻， 将时间序列 表示为 在t‑tau时刻， 将时间序列 表示为 将tau初始化为所述第一时间间隔， 计算时间序列 和时间序列 之间的自相关 系数和显著性； 将tau＝tau+1， 继续计算时间序列 和时间序列 之间的自相关系数和显著性， 直到tau等于所述第二时间 间隔； 对所有计算得到的自相关系数取绝对值， 将绝对值最大的自相关系数所对应的tau作 为目标时间 间隔； 判断所述目标时间间隔所对应的显著性是否小于所述显著性阈值， 若是， 则时间序列 的第一时间滞后值为空值， 若否， 则时间序列 的第一时间滞后值为所述目标时间间 隔的相反数。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述计算第二时间滞后值， 包括：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114266322 A 2设定当前时刻为t时刻， 在t ‑ωi时刻， 将时间序列 表示为 在t时刻， 将时间序列 表示为 将tau初始化为所述第一时间间隔， 将时间序列 的第一时间滞后值记为ωi， 时间序 列 的第一时间滞后值记为ωj； 若ωi和ωj都不为空值， 则利用 分别去拟合 和 得到 的残差序 列 和 的残差序列 若ωi为空值， ωj不为空值， 则利用 去拟合 得到 的残差序列 将 的残差序列表示 为 若ωi不为空值， ωj为空值， 则利用 去拟合 得到 的残差序列 将 的残差序列表示 为 若ωi和ωj都为空值， 则 的残差序列表示为 将 的残差序列表示 为 将残差序列进行归 一化处理， 并计算 的残差序列和 的残差序列之间的皮尔森相 关系数和显著性； 将tau＝tau+1， 继续计算 的残差序列和 的残差序列之间的皮尔森相关系数和显 著性， 直到tau等于所述第二时间 间隔； 对所有计算得到的皮尔森相关系数取绝对值， 将绝对值最大的皮尔森相关系数所对应 的tau作为目标时间 间隔； 判断所述目标时间间隔所对应的显著性是否小于所述显著性阈值， 若是， 则时间序列 和时间序列 之间的第二时间滞后值为空值， 若否， 则时间序列 和时间序列 之 间的第二时间滞后值 为所述目标时间 间隔的相反数。 4.根据权利要求2或3所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述第一时间滞后值和第二 时间滞后值确定每条时间序列的直接滞后因变量， 基于各时间序列的直接滞后因变量， 确 定所述时间序列数据集的初始连接图， 包括：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114266322 A 3