論文の概要: Deep Graph Learning for Industrial Carbon Emission Analysis and Policy Impact
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.02912v2
- Date: Tue, 30 Sep 2025 06:21:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-01 17:09:04.047199
- Title: Deep Graph Learning for Industrial Carbon Emission Analysis and Policy Impact
- Title(参考訳): 産業炭素排出量分析のための深層グラフ学習と政策への影響
- Authors: Xuanming Zhang,
- Abstract要約: 産業用CO排出量を分析し予測するためのグラフベースの新しいディープラーニングフレームワークDGLを提案する。
従来の回帰法やクラスタリング法とは異なり、我々の手法はグラフニューラルネットワーク(GNN)を用いて長距離パターンを学習する。
提案手法は, ベースライン深部モデルと比較して誤差を15%以上低減し, 予測性能に優れる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.000188333305898
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Industrial carbon emissions are a major driver of climate change, yet modeling these emissions is challenging due to multicollinearity among factors and complex interdependencies across sectors and time. We propose a novel graph-based deep learning framework DGL to analyze and forecast industrial CO_2 emissions, addressing high feature correlation and capturing industrial-temporal interdependencies. Unlike traditional regression or clustering methods, our approach leverages a Graph Neural Network (GNN) with attention mechanisms to model relationships between industries (or regions) and a temporal transformer to learn long-range patterns. We evaluate our framework on public global industry emissions dataset derived from EDGAR v8.0, spanning multiple countries and sectors. The proposed model achieves superior predictive performance - reducing error by over 15% compared to baseline deep models - while maintaining interpretability via attention weights and causal analysis. We believe that we are the first Graph-Temporal architecture that resolves multicollinearity by structurally encoding feature relationships, along with integration of causal inference to identify true drivers of emissions, improving transparency and fairness. We also stand a demonstration of policy relevance, showing how model insights can guide sector-specific decarbonization strategies aligned with sustainable development goals. Based on the above, we show high-emission "hotspots" and suggest equitable intervention plans, illustrating the potential of state-of-the-art AI graph learning to advance climate action, offering a powerful tool for policymakers and industry stakeholders to achieve carbon reduction targets.
- Abstract(参考訳): 産業的な二酸化炭素排出量は気候変動の主要な要因であるが、これらの排出量をモデル化することは、セクターや時間にまたがる複雑な相互依存や要因の多色性のために困難である。
本研究では,産業用CO_2排出量を分析し予測し,高い特徴相関に対処し,産業用時間的相互依存を捉えるためのグラフベースの新しいディープラーニングフレームワークDGLを提案する。
従来の回帰法やクラスタリング法とは異なり、我々のアプローチでは、産業(または地域)間の関係をモデル化するための注意機構を備えたグラフニューラルネットワーク(GNN)と、時間変換器を用いて長距離パターンを学習する。
我々は、EDGAR v8.0から派生した、複数の国やセクターにまたがる公共グローバル産業排出データセットの枠組みを評価した。
提案モデルは,注目重みと因果解析による解釈可能性を維持しながら,ベースライン深部モデルと比較して誤差を15%以上削減する,優れた予測性能を実現する。
我々は、特徴関係を構造的にエンコードすることで多言語性を解決する最初のグラフ・テンポラルアーキテクチャであり、また、因果推論の統合により、排出の真の要因を特定し、透明性と公正性を改善する。
我々はまた、モデルインサイトが、持続可能な開発目標に沿ったセクター固有の脱炭戦略をどのように導くかを示す、政策関連性の実証も行っている。
以上のことから、我々は高エミッションの「ホットスポット」を示し、気候変動対策を進めるための最先端のAIグラフ学習の可能性を示し、政策立案者や産業利害関係者が二酸化炭素削減目標を達成するための強力なツールを提供する、公平な介入計画を提案する。
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