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Oil Wildcatter 石油試掘者

石油試掘者の例では、石油試掘者が地震探査(seismic soundings)から情報を得る機会がある場所で、石油のために穴を掘るかどうか決定する支援として、インフルエンス・ダイアグラムが構築されます。この例では、インフルエンス・ダイアグラムに2つ以上の決定ノードがある問題を取り上げています。

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この例では、石油採掘者が穴を掘るかどうかを決定しなければならない。彼にとって、その穴が乾燥しているのか、石油で湿っているのか、たまっているのかは、不確かなことである。採掘者はその場所の地質的な構造を決定するのに役立つ地震探査をすることができる。その探査により、クローズド反応パターン(多くの石油があることを示す指標)、オープン・パターン(いくらか石油があることを示す指標)、拡散(diffuse)パターン(石油がある望みはほとんどない)のどれかがわかるようになっている。

採掘者は、2つの決定を行う。つまり、$10,000かかる地震探査のテストを行うかどうかと、かけて穴を掘るべきかどうかである。穴を掘って得られる効用は、穴の状態(乾燥している、湿っている、濡れている、である)によって決まる。

この問題のドメインは図 1のインフルエンス・ダイアグラムによってモデル化されている。SeismicからDrillへの矢印注目する。決定ノードには表が割り当てられていないので、この矢印は因果依存性を表していない。代わりに、Drillの決定が下されなければならないとき、Seismicのステートもわかるシステムを示す。もしそれが指定されていなければ、計算は正しくならない。実際、システムは、DrillTestの決定のうちどちらが最初にされたものかわからない。HUGIN Systemは、インフルエンス・ダイアグラムで決定の流れを知る必要があり、もし明確でなければ、コンパイルが実行されない。

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図 1: 石油採掘者の決定問題をモデルにしたインフルエンス・ダイアグラム 

図 1において、確率ノード(chance node)Oilには、ステート "dry"、"wet"、"soak"があり、確率ノードSeismicには、ステート"closed"、 "open"、"diff"があり、決定ノードDrill には、行動"drill"、"not"がある。表 1に、OilSeismicのCPTを閉める。表 3、4には、効用ノードPayCostの効用表を示す。

Oil="dry" Oil="wet" Oil="soak"
0.5 0.3 0.2
表 1: P(Oil).
Test="test"
Oil="dry" Oil="wet" Oil="soak"
Seis.="closed" 0.10 0.30 0.50
Seis.="open" 0.30 0.40 0.40
Seis.="diff" 0.60 0.30 0.10
Test="not"
Oil="dry" Oil="wet" Oil="soak"
Seis.="closed" 0.33 0.33 0.33
Seis.="open" 0.33 0.33 0.33
Seis.="diff" 0.33 0.33 0.33
表 2: P(Seismic | Oil, Test).
Drill="drill" Drill="not"
Oil="dry" Oil="wet" Oil="soak" Oil="dry" Oil="wet" Oil="soak"
-70 50 200 0 0 0
表 3: U(Pay).
Test="test" Test="not"
-10 0
表 4: U(Test).

これでインフルエンス・ダイアグラムがHugin GUIで構築されて、コンパイルの後、図 2の最初のステートのところに結果が見られる。この時点で読み取るべき重要な値は、 Testの値である。HUGINは採掘者がTestすることを選択したかどうかは知る方法がない。したがって、Testに基づくノード変数は、正確なものではない。

Hello

Figure 2: インフルエンス・ダイアグラムの伝播結果

図 2の上でマウスポインタを動かせば、地震探査の結果を与えられた穴を開ける期待効用を読み取るためにSeismicの異なるステートをテストすることができる。最初に、図には採掘者が地震探査でテストしたかどうかについて知らされる前のプロパゲーションの結果を示している。この時点で、その他のノード変数は正確に計算されていないし、無視すべきである。

ネットワークをテストすると、テストの期待効用が$22,500であるとわかり、一方テストをしないときの期待効用はたった$20,000しかなかった。このことは、採掘者はSeismicのステートを与える地震探査を用いたテストをするのが良いことを意味している。Seismicのステート名をクリックすると、地震テストの結果が出たとき、何がDrillの期待効用に起こるのかがわかる。"closed"を選択した場合、穴を掘る期待効用は、$77,500である。ほかにも、"open"を選択した場合、期待効用は$22,900であり、"diff"を選択した場合、期待効用が$-40,500になる。最後のケースでは、期待効用$-10,000だけで、穴を掘らないほうが明らかによい。

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