In real-world phenomena which involve mutual influence or causal effects between interconnected units, equilibrium states are typically represented with cycles in graphical models. An expressive class of graphical models, relational causal models, can represent and reason about complex dynamic systems exhibiting such cycles or feedback loops. Existing cyclic causal discovery algorithms for learning causal models from observational data assume that the data instances are independent and identically distributed which makes them unsuitable for relational causal models. At the same time, causal discovery algorithms for relational causal models assume acyclicity. In this work, we examine the necessary and sufficient conditions under which a constraint-based relational causal discovery algorithm is sound and complete for cyclic relational causal models. We introduce relational acyclification, an operation specifically designed for relational models that enables reasoning about the identifiability of cyclic relational causal models. We show that under the assumptions of relational acyclification and $\sigma$-faithfulness, the relational causal discovery algorithm RCD (Maier et al. 2013) is sound and complete for cyclic models. We present experimental results to support our claim.


翻译:在涉及相互影响或因果效应的互连单元之间的实际现象中,平衡状态通常用图形模型中的循环表示。关系因果模型是一种表达和推理复杂动态系统的表达能力强的图形模型,这些系统表现出循环或反馈回路。用于从观察数据中学习因果模型的现有循环因果发现算法假定数据示例是独立且同分布的,这使它们不适用于关系因果模型。与此同时,用于关系因果模型的因果发现算法假定不存在环。在这项工作中,我们研究了约束关系因果发现算法对于循环关系因果模型的正确性和完整性的必要和充分条件。我们引入了关系图无环化,这是一种专门为关系模型设计的操作,它使得可以推断循环关系因果模型的可识别性。我们表明,在关系无环化和$\sigma$-faithful假设下,关系因果发现算法RCD(Maier等人,2013)对于循环模型是正确和完整的。我们提供实验结果以支持我们的说法。

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