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Unifying parameter learning and modelling complex systems with epistemic uncertainty using probability interval

Authors :
Sébastien Destercke
Cédric Baudrit
Pierre-Henri Wuillemin
Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux (I2M)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)
Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Heuristique et Diagnostic des Systèmes Complexes [Compiègne] (Heudiasyc)
Université de Technologie de Compiègne (UTC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
DECISION
Laboratoire d'Informatique de Paris 6 (LIP6)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Information Sciences, Information Sciences, Elsevier, 2016, 367-368, pp.630-647. ⟨10.1016/j.ins.2016.07.003⟩, Information Sciences, 2016, 367-368, pp.630-647. ⟨10.1016/j.ins.2016.07.003⟩
Publication Year :
2016
Publisher :
Elsevier, 2016.

Abstract

Knowledge regarding complex systems are heterogeneous and fragmented.modelling dynamic complex systems in the framework of dynamic credal networks.practical methodology coupling Dirichlet distributions with interval probabilities to incrementally build and update model parameters whatever source and format of knowledge.enables to take into account (1) stochastic and epistemic uncertainties pertaining to the system; (2) the confidence level on the different sources of information.illustrate the application of the methodology to the modelling of a simplified industrial case study. Modeling complex dynamical systems from heterogeneous pieces of knowledge varying in precision and reliability is a challenging task. We propose the combination of dynamical Bayesian networks and of imprecise probabilities to solve it. In order to limit the computational burden and to make interpretation easier, we also propose to encode pieces of (numerical) knowledge as probability intervals, which are then used in an imprecise Dirichlet model to update our knowledge. The idea is to obtain a model flexible enough so that it can easily cope with different uncertainties (i.e., stochastic and epistemic), integrate new pieces of knowledge as they arrive and be of limited computational complexity.

Details

Language :
English
ISSN :
00200255
Database :
OpenAIRE
Journal :
Information Sciences, Information Sciences, Elsevier, 2016, 367-368, pp.630-647. ⟨10.1016/j.ins.2016.07.003⟩, Information Sciences, 2016, 367-368, pp.630-647. ⟨10.1016/j.ins.2016.07.003⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....58e75c92d32fc07ce1cf9ea1d3deb1ad
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.ins.2016.07.003⟩