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| 针对任意的状态硬划分,我们可以定义所谓的可聚类性(lumpability)的概念。可聚类性(Lumpability)是一种对聚类的衡量,这个概念最早出现在Kemeny, Snell在1969年的有限马尔科夫链(Finite Markov Chains)<ref name=":33">Kemeny, John G., and J. Laurie Snell. ''Finite markov chains''. Vol. 26. Princeton, NJ: van Nostrand, 1969. https://www.math.pku.edu.cn/teachers/yaoy/Fall2011/Kemeny-Snell_Chapter6.3-4.pdf</ref>中。可聚类性(Lumpability)就是一个数学条件,用来判断“对于某一种硬分块的微观状态分组分案,是否对微观状态转移矩阵是可约简的”。不管状态空间按照哪一个硬分块方案做分类,它都有对应后续的对转移矩阵和概率空间的粗粒化方案<ref>Buchholz, Peter. "Exact and ordinary lumpability in finite Markov chains." ''Journal of applied probability'' 31.1 (1994): 59-75.</ref>。接下来,我们给出正式的定义。 | | 针对任意的状态硬划分,我们可以定义所谓的可聚类性(lumpability)的概念。可聚类性(Lumpability)是一种对聚类的衡量,这个概念最早出现在Kemeny, Snell在1969年的有限马尔科夫链(Finite Markov Chains)<ref name=":33">Kemeny, John G., and J. Laurie Snell. ''Finite markov chains''. Vol. 26. Princeton, NJ: van Nostrand, 1969. https://www.math.pku.edu.cn/teachers/yaoy/Fall2011/Kemeny-Snell_Chapter6.3-4.pdf</ref>中。可聚类性(Lumpability)就是一个数学条件,用来判断“对于某一种硬分块的微观状态分组分案,是否对微观状态转移矩阵是可约简的”。不管状态空间按照哪一个硬分块方案做分类,它都有对应后续的对转移矩阵和概率空间的粗粒化方案<ref>Buchholz, Peter. "Exact and ordinary lumpability in finite Markov chains." ''Journal of applied probability'' 31.1 (1994): 59-75.</ref>。接下来,我们给出正式的定义。 |
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− | '''给定一个状态划分(state partition) <math>A=\{A_1, A_2, ... ,A_r\}</math>''',我们能够用下列公式描述一个马尔科夫链的聚类过程(lumped process),且这个转移概率对任何初始状态(starting vector) <math> \pi </math> 都是一样的:{{NumBlk|:| | + | 给定一个状态划分(state partition) '''<math>A=\{A_1, A_2, ... ,A_r\}</math>''',我们能够用下列公式描述一个马尔科夫链的聚类过程(lumped process),且这个转移概率对任何初始状态(starting vector) <math> \pi </math> 都是一样的:{{NumBlk|:| |
| <math> | | <math> |
| \begin{aligned} | | \begin{aligned} |
− | &Pr_{\pi}[f_0 \in A_i] \\ | + | &Pr_{\pi}[s^{(0)} \in A_i] \\ |
− | &Pr_{\pi}[f_1 \in A_j | f_0 \in A_i] \\ | + | &Pr_{\pi}[s^{(t)} \in A_m | s^{(t-1)} \in A_k, ... , s^{(1)} \in A_j, s^{(0)} \in A_i] = Pr_{\pi}[s^{(t)} \in A_m | s^{(t-1)} \in A_k] |
− | &Pr_{\pi}[f_n \in A_t |f_{n-1} \in A_s, f_1 \in A_j, f_0 \in A_i]
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| \end{aligned} | | \end{aligned} |
| </math> | | </math> |
| |{{EquationRef|3}}}} | | |{{EquationRef|3}}}} |
− | | + | 这里定义<math>s^{(t)}</math>表示系统在<math>t</math>时刻的微观状态,微观状态空间为<math>S=\{s_1, s_2, ... ,s_n\}</math>,<math>S \rightarrow A</math>是硬分组的映射关系,定义<math>A^{(t)}</math>表示系统在<math>t</math>时刻的宏观状态。 |
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| 假设'''<math>A</math>'''是马尔科夫链的状态空间集合,'''<math>A_1, A_2, ... ,A_r</math>'''为聚类后集合中的不同子集,判断一个马尔科夫链对该划分方法 '''<math>A=\{A_1, A_2, ... ,A_r\}</math>''' 是有效聚类的充分必要条件为: | | 假设'''<math>A</math>'''是马尔科夫链的状态空间集合,'''<math>A_1, A_2, ... ,A_r</math>'''为聚类后集合中的不同子集,判断一个马尔科夫链对该划分方法 '''<math>A=\{A_1, A_2, ... ,A_r\}</math>''' 是有效聚类的充分必要条件为: |