Data-driven societal event forecasting methods exploit relevant historical information to predict future events. These methods rely on historical labeled data and cannot accurately predict events when data are limited or of poor quality. Studying causal effects between events goes beyond correlation analysis and can contribute to a more robust prediction of events. However, incorporating causality analysis in data-driven event forecasting is challenging due to several factors: (i) Events occur in a complex and dynamic social environment. Many unobserved variables, i.e., hidden confounders, affect both potential causes and outcomes. (ii) Given spatiotemporal non-independent and identically distributed (non-IID) data, modeling hidden confounders for accurate causal effect estimation is not trivial. In this work, we introduce a deep learning framework that integrates causal effect estimation into event forecasting. We first study the problem of Individual Treatment Effect (ITE) estimation from observational event data with spatiotemporal attributes and present a novel causal inference model to estimate ITEs. We then incorporate the learned event-related causal information into event prediction as prior knowledge. Two robust learning modules, including a feature reweighting module and an approximate constraint loss, are introduced to enable prior knowledge injection. We evaluate the proposed causal inference model on real-world event datasets and validate the effectiveness of proposed robust learning modules in event prediction by feeding learned causal information into different deep learning methods. Experimental results demonstrate the strengths of the proposed causal inference model for ITE estimation in societal events and showcase the beneficial properties of robust learning modules in societal event forecasting.


翻译:由数据驱动的社会事件预测方法利用相关历史信息预测未来事件。这些方法依靠历史标签数据,无法准确预测数据有限或质量差时发生的事件。研究事件之间的因果关系影响超出了相关分析的范围,有助于更有力地预测事件。然而,将因果关系分析纳入由数据驱动的事件预测具有挑战性,因为有以下几个因素:(一) 事件发生在复杂和动态的社会环境中,许多未观测的变量,即隐藏的混乱因素,影响潜在原因和结果。 (二) 鉴于突发性不可靠且分布相同(非二维)数据,因此无法准确预测事件,为准确因果效应估计而建模。在这项工作中,我们引入了一个深度学习框架,将因果估计纳入事件预测。我们首先研究个人治疗效应(ITE)从观测事件数据中估算,并提出了一个新的因果推断模型,用于估算潜在原因和结果。我们随后将所了解的与事件相关的因果信息作为先前知识纳入事件预测。两个稳健的学习模块,包括拟议在先前的因果预测模型中对因果性结果进行精度评估,从而进行真正的因学学习。

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