Discrete optimal transportation problems arise in various contexts in engineering, the sciences and the social sciences. Often the underlying cost criterion is unknown, or only partly known, and the observed optimal solutions are corrupted by noise. In this paper we propose a systematic approach to infer unknown costs from noisy observations of optimal transportation plans. The algorithm requires only the ability to solve the forward optimal transport problem, which is a linear program, and to generate random numbers. It has a Bayesian interpretation, and may also be viewed as a form of stochastic optimization. We illustrate the developed methodologies using the example of international migration flows. Reported migration flow data captures (noisily) the number of individuals moving from one country to another in a given period of time. It can be interpreted as a noisy observation of an optimal transportation map, with costs related to the geographical position of countries. We use a graph-based formulation of the problem, with countries at the nodes of graphs and non-zero weighted adjacencies only on edges between countries which share a border. We use the proposed algorithm to estimate the weights, which represent cost of transition, and to quantify uncertainty in these weights.


翻译:在工程、科学和社会科学的各种不同情况下,都会出现最不精确的运输问题。基本费用标准往往不为人知,或只是部分为人所知,观察到的最佳解决办法也因噪音而腐蚀。在本文件中,我们建议采取系统办法,从对最佳运输计划的噪音观测中推断出未知的费用。算法只要求有能力解决前方最佳运输问题,这是一个线性程序,并产生随机数字。它有一个巴耶斯语解释,也可以被视为一种随机优化形式。我们用国际移徙流动的例子来说明已制定的方法。据报告,移徙流动数据捕捉了在特定时期内从一国向另一国移动的人数(有声),这可以解释为对最佳运输图进行吵闹的观察,其费用与国家的地理位置有关。我们使用基于图表的这个问题的公式,只有处于图表节点的国家和处于非零加权相近距离的边界的国家才使用。我们使用拟议的算法来估计表明过渡成本的重量,并量化这些重量的不确定性。

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