We generalize the potential outcome framework to time series with an intervention by defining causal effects on stochastic processes. Interventions in dynamic systems alter not only outcome levels but also evolutionary dynamics -- changing persistence and transition laws. Our framework treats potential outcomes as entire trajectories, enabling causal estimands, identification conditions, and estimators to be formulated directly on path space. The resulting Dynamic Average Treatment Effect (DATE) characterizes how causal effects evolve through time and reduces to the classical average treatment effect under one period of time. For observational data, we derive a dynamic inverse-probability weighting estimator that is unbiased under dynamic ignorability and positivity. When treated units are scarce, we show that conditional mean trajectories underlying the DATE admit a linear state-space representation, yielding a dynamic linear model implementation. Simulations demonstrate that modeling time as intrinsic to the causal mechanism exposes dynamic effects that static methods systematically misestimate. An empirical study of COVID-19 lockdowns illustrates the framework's practical value for estimating and decomposing treatment effects.


翻译:本文将潜在结果框架推广至包含干预的时间序列,通过定义随机过程上的因果效应来实现。动态系统中的干预不仅改变结果水平,还改变演化动态——影响持续性与转移规律。我们的框架将潜在结果视为完整轨迹,使得因果估计量、识别条件和估计量可以直接在路径空间上构建。由此产生的动态平均处理效应(DATE)刻画了因果效应随时间演化的特征,并在单期情况下退化为经典平均处理效应。针对观测数据,我们推导出动态逆概率加权估计量,该估计量在动态可忽略性与正值性条件下具有无偏性。当处理单元稀缺时,我们证明DATE背后的条件均值轨迹具有线性状态空间表示,从而实现了动态线性模型的构建。仿真实验表明,将时间建模为因果机制的内在要素,能够揭示静态方法系统性误估的动态效应。一项关于COVID-19封锁政策的实证研究,展示了该框架在估计与分解处理效应方面的实用价值。

0
下载
关闭预览

相关内容

数学上,序列是被排成一列的对象(或事件);这样每个元素不是在其他元素之前,就是在其他元素之后。这里,元素之间的顺序非常重要。
【新书】数据科学中的因果推断,638页pdf
专知会员服务
80+阅读 · 2025年2月19日
基于因果推断的推荐系统去偏研究
专知会员服务
21+阅读 · 2024年11月10日
【博士论文】因果发现与预测:方法与算法,101页pdf
专知会员服务
59+阅读 · 2023年9月24日
【干货书】统计、社会和生物医学科学的因果推理导论
专知会员服务
46+阅读 · 2022年10月23日
因果推断,Causal Inference:The Mixtape
专知会员服务
110+阅读 · 2021年8月27日
专知会员服务
237+阅读 · 2020年12月15日
「因果推理」概述论文,13页pdf
专知
16+阅读 · 2021年3月20日
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
论文浅尝 | 时序与因果关系联合推理
开放知识图谱
36+阅读 · 2019年6月23日
用深度学习揭示数据的因果关系
专知
28+阅读 · 2019年5月18日
因果推理学习算法资源大列表
专知
27+阅读 · 2019年3月3日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17日
国家自然科学基金
1+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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014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
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
【新书】数据科学中的因果推断,638页pdf
专知会员服务
80+阅读 · 2025年2月19日
基于因果推断的推荐系统去偏研究
专知会员服务
21+阅读 · 2024年11月10日
【博士论文】因果发现与预测:方法与算法,101页pdf
专知会员服务
59+阅读 · 2023年9月24日
【干货书】统计、社会和生物医学科学的因果推理导论
专知会员服务
46+阅读 · 2022年10月23日
因果推断,Causal Inference:The Mixtape
专知会员服务
110+阅读 · 2021年8月27日
专知会员服务
237+阅读 · 2020年12月15日
相关资讯
「因果推理」概述论文,13页pdf
专知
16+阅读 · 2021年3月20日
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
论文浅尝 | 时序与因果关系联合推理
开放知识图谱
36+阅读 · 2019年6月23日
用深度学习揭示数据的因果关系
专知
28+阅读 · 2019年5月18日
因果推理学习算法资源大列表
专知
27+阅读 · 2019年3月3日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014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
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员