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面向经济时间序列的可解释人工智能:方法与概念的综合综述与系统分类法

综合经济学 2025-12-16 v1 人工智能 经济学

摘要

计算经济学对可解释人工智能(Explainable Artificial Intelligence, XAI)的需求日益增长,在该领域,机器学习预测器可以优于经典计量经济学模型,但仍难以审计并用于政策制定。本综述回顾并整理了关于经济时间序列 XAI 不断增长的文献,其中自相关、非平稳性、季节性、混合频率和制度转变会使标准解释技术不可靠或在经济学上不合理。我们提出了一种分类法,按以下维度对方法进行分类: 解释机制:基于传播的方法(例如 Integrated Gradients、Layer-wise Relevance Propagation)、扰动与博弈论归因(例如排列重要性、LIME、SHAP)以及基于函数的全局工具(例如 Accumulated Local Effects); 时间序列兼容性,包括保持时间依赖性、随时间的稳定性以及对数据生成约束的尊重。我们综合了时间序列特定的适应方法,例如基于向量和基于窗口的公式(例如 Vector SHAP、WindowSHAP),它们能减少滞后碎片化和计算成本,同时提高可解释性。我们还通过干预归因(Causal Shapley values)和约束反事实推理将可解释性与因果推断和政策分析联系起来。最后,我们讨论了本质上可解释的架构(特别是基于注意力的 Transformer),并为现时预测、压力测试和制度监测等决策级应用提供指导,强调归因不确定性和解释动态作为结构变化指标的作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.12506,
  title  = {Explainable Artificial Intelligence for Economic Time Series: A Comprehensive Review and a Systematic Taxonomy of Methods and Concepts},
  author = {Agustín García-García and Pablo Hidalgo and Julio E. Sandubete},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.12506},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 1 table