A key strategy in societal adaptation to climate change is the use of alert systems to reduce the adverse health impacts of extreme heat events by prompting preventative action. In this work, we investigate reinforcement learning (RL) as a tool to optimize the effectiveness of such systems. Our contributions are threefold. First, we introduce a novel RL environment enabling the evaluation of the effectiveness of heat alert policies to reduce heat-related hospitalizations. The rewards model is trained from a comprehensive dataset of historical weather, Medicare health records, and socioeconomic/geographic features. We use variational Bayesian techniques to address low-signal effects and spatial heterogeneity, which are commonly encountered in climate & health settings. The transition model incorporates real historical weather patterns enriched by a data augmentation mechanism based on climate region similarity. Second, we use this environment to evaluate standard RL algorithms in the context of heat alert issuance. Our analysis shows that policy constraints are needed to improve the initially poor performance of RL. Lastly, a post hoc contrastive analysis provides insight into scenarios where our modified heat alert-RL policies yield significant gains/losses over the current National Weather Service alert policy in the United States.


翻译:在应对气候变化的社会适应策略中,预警系统通过促使人们采取预防性行动来减少极端高温事件对健康的不利影响。本研究探讨了强化学习作为优化此类系统效能的工具。我们的贡献包含三个方面:首先,我们构建了一个新的强化学习环境,用于评估高温预警政策在减少热相关住院方面的有效性。奖励模型基于历史天气、医疗保险健康记录及社会经济/地理特征的综合数据集进行训练,采用变分贝叶斯技术处理气候与健康场景中常见的低信号效应和空间异质性。转移模型融合了实际历史天气模式,并通过基于气候区域相似性的数据增强机制进行扩展。其次,我们利用该环境评估了标准强化学习算法在高温预警发布中的表现。分析表明,需要施加政策约束来改善强化学习初始较差的性能。最后,事后对比分析揭示了在特定场景下,我们改进的高温预警-强化学习政策相较于美国国家气象局现行预警政策产生的显著收益/损失。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月18日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
Deep Anomaly Detection with Outlier Exposure
Arxiv
17+阅读 · 2018年12月21日
VIP会员
最新内容
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
9+阅读 · 8月11日
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
10+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
14+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
12+阅读 · 8月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关论文
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月18日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
Deep Anomaly Detection with Outlier Exposure
Arxiv
17+阅读 · 2018年12月21日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员