流程数据可用性的兴起最近导致了数据驱动的学习方法的发展。但是，这些方法中的大多数限制了学习模型的使用来预测正在进行的过程执行的未来。本文的目的是向向前迈出一步，并利用可用的数据来学习采取行动，通过支持用户的最佳策略（绩效衡量）的建议。我们采用一个过程参与者的优化视角，我们建议下一步执行的最佳活动，以响应在复杂的外部环境中发生的事情，而外源性因素没有控制。为此，我们研究了一种通过强化学习来学习的方法，从观察过去的执行中学习的最佳政策，并建议开展最佳活动，以进行优化关键的兴趣指标。该方法的有效性在从现实生活数据中获取的两种情况下得到了证明。

预测过程分析已成为组织的基本援助，从而为其流程提供在线运营支持。但是，需要向流程利益相关者提供解释为什么预测给定流程执行以某种方式行事的原因。否则，他们将不太可能相信预测性监测技术，从而采用它。本文提出了一个预测分析框架，该框架还具有基于Shapley值的游戏理论的解释功能。该框架已在IBM Process采矿套件中实施，并为业务用户商业化。该框架已在现实生活事件数据上进行了测试，以评估预测的质量和相应的评估。特别是，已经执行了用户评估，以了解系统提供的解释是否可以使流程利益相关者可理解。

Prescriptive Process Monitoring systems recommend, during the execution of a business process, interventions that, if followed, prevent a negative outcome of the process. Such interventions have to be reliable, that is, they have to guarantee the achievement of the desired outcome or performance, and they have to be flexible, that is, they have to avoid overturning the normal process execution or forcing the execution of a given activity. Most of the existing Prescriptive Process Monitoring solutions, however, while performing well in terms of recommendation reliability, provide the users with very specific (sequences of) activities that have to be executed without caring about the feasibility of these recommendations. In order to face this issue, we propose a new Outcome-Oriented Prescriptive Process Monitoring system recommending temporal relations between activities that have to be guaranteed during the process execution in order to achieve a desired outcome. This softens the mandatory execution of an activity at a given point in time, thus leaving more freedom to the user in deciding the interventions to put in place. Our approach defines these temporal relations with Linear Temporal Logic over finite traces patterns that are used as features to describe the historical process data recorded in an event log by the information systems supporting the execution of the process. Such encoded log is used to train a Machine Learning classifier to learn a mapping between the temporal patterns and the outcome of a process execution. The classifier is then queried at runtime to return as recommendations the most salient temporal patterns to be satisfied to maximize the likelihood of a certain outcome for an input ongoing process execution. The proposed system is assessed using a pool of 22 real-life event logs that have already been used as a benchmark in the Process Mining community.

Prescriptive process monitoring methods seek to improve the performance of a process by selectively triggering interventions at runtime (e.g., offering a discount to a customer) to increase the probability of a desired case outcome (e.g., a customer making a purchase). The backbone of a prescriptive process monitoring method is an intervention policy, which determines for which cases and when an intervention should be executed. Existing methods in this field rely on predictive models to define intervention policies; specifically, they consider policies that trigger an intervention when the estimated probability of a negative outcome exceeds a threshold. However, the probabilities computed by a predictive model may come with a high level of uncertainty (low confidence), leading to unnecessary interventions and, thus, wasted effort. This waste is particularly problematic when the resources available to execute interventions are limited. To tackle this shortcoming, this paper proposes an approach to extend existing prescriptive process monitoring methods with so-called conformal predictions, i.e., predictions with confidence guarantees. An empirical evaluation using real-life public datasets shows that conformal predictions enhance the net gain of prescriptive process monitoring methods under limited resources.

进程感知的推荐系统可以提供关键的决策支持功能，以帮助通过推荐接下来采取的操作来执行业务流程执行。基于深度学习领域的最近进步，我们介绍了一种基于新的内存增强神经网络（MANN）构建过程感知推荐系统。我们提出了一种新颖的网络架构，即写保护的双控制器存储器增强神经网络（DCW-MANN），用于构建规范模型。为了评估我们方法的可行性和有用性，我们考虑了三个现实世界数据集，并表明我们的方法在后缀推荐和下一个任务预测任务的几个基线上导致更好的性能。

Safe Reinforcement Learning can be defined as the process of learning policies that maximize the expectation of the return in problems in which it is important to ensure reasonable system performance and/or respect safety constraints during the learning and/or deployment processes. We categorize and analyze two approaches of Safe Reinforcement Learning. The first is based on the modification of the optimality criterion, the classic discounted finite/infinite horizon, with a safety factor. The second is based on the modification of the exploration process through the incorporation of external knowledge or the guidance of a risk metric. We use the proposed classification to survey the existing literature, as well as suggesting future directions for Safe Reinforcement Learning.

由于数据量增加，金融业的快速变化已经彻底改变了数据处理和数据分析的技术，并带来了新的理论和计算挑战。与古典随机控制理论和解决财务决策问题的其他分析方法相比，解决模型假设的财务决策问题，强化学习（RL）的新发展能够充分利用具有更少模型假设的大量财务数据并改善复杂的金融环境中的决策。该调查纸目的旨在审查最近的资金途径的发展和使用RL方法。我们介绍了马尔可夫决策过程，这是许多常用的RL方法的设置。然后引入各种算法，重点介绍不需要任何模型假设的基于价值和基于策略的方法。连接是用神经网络进行的，以扩展框架以包含深的RL算法。我们的调查通过讨论了这些RL算法在金融中各种决策问题中的应用，包括最佳执行，投资组合优化，期权定价和对冲，市场制作，智能订单路由和Robo-Awaring。

说明性过程监控方法试图通过在运行时推荐的干预措施，以防止负面结果或业绩不佳的情况下，以优化业务流程。近年来，各种规范的过程监控方法被提出。本文研究通过系统的文献回顾（SLR）在该领域现有的方法。为了结构的场，提出了用于表征说明性过程根据它们的性能目标，性能度量，干预类型，建模技术，数据输入，和干预策略监测方法的框架。单反提供了深入了解的挑战和地区为今后的研究，可以提高的规范过程监测方法的有效性和适用性。本文着重介绍了需要验证现有的和在真实世界设置的新方法，扩展类型超出有关的时间和成本的角度干预措施，并设计考虑因果关系和二阶影响的政策。

通过加强学习解决现实世界的顺序决策问题（RL）通常始于使用模拟真实条件的模拟环境。我们为现实的农作物管理任务提供了一种新颖的开源RL环境。 Gym-DSSAT是高保真作物模拟器的农业技术转移决策支持系统（DSSAT）的健身房界面。在过去的30年中，DSSAT已发展，并被农学家广泛认可。 Gym-DSSAT带有基于现实世界玉米实验的预定义仿真。环境与任何健身房环境一样易于使用。我们使用基本RL算法提供性能基准。我们还简要概述了用Fortran编写的单片DSSAT模拟器如何变成Python RL环境。我们的方法是通用的，可以应用于类似的模拟器。我们报告了非常初步的实验结果，这表明RL可以帮助研究人员改善受精和灌溉实践的可持续性。

Adequately assigning credit to actions for future outcomes based on their contributions is a long-standing open challenge in Reinforcement Learning. The assumptions of the most commonly used credit assignment method are disadvantageous in tasks where the effects of decisions are not immediately evident. Furthermore, this method can only evaluate actions that have been selected by the agent, making it highly inefficient. Still, no alternative methods have been widely adopted in the field. Hindsight Credit Assignment is a promising, but still unexplored candidate, which aims to solve the problems of both long-term and counterfactual credit assignment. In this thesis, we empirically investigate Hindsight Credit Assignment to identify its main benefits, and key points to improve. Then, we apply it to factored state representations, and in particular to state representations based on the causal structure of the environment. In this setting, we propose a variant of Hindsight Credit Assignment that effectively exploits a given causal structure. We show that our modification greatly decreases the workload of Hindsight Credit Assignment, making it more efficient and enabling it to outperform the baseline credit assignment method on various tasks. This opens the way to other methods based on given or learned causal structures.

资产分配（或投资组合管理）是确定如何最佳将有限预算的资金分配给一系列金融工具/资产（例如股票）的任务。这项研究调查了使用无模型的深RL代理应用于投资组合管理的增强学习（RL）的性能。我们培训了几个RL代理商的现实股票价格，以学习如何执行资产分配。我们比较了这些RL剂与某些基线剂的性能。我们还比较了RL代理，以了解哪些类别的代理表现更好。从我们的分析中，RL代理可以执行投资组合管理的任务，因为它们的表现明显优于基线代理（随机分配和均匀分配）。四个RL代理（A2C，SAC，PPO和TRPO）总体上优于最佳基线MPT。这显示了RL代理商发现更有利可图的交易策略的能力。此外，基于价值和基于策略的RL代理之间没有显着的性能差异。演员批评者的表现比其他类型的药物更好。同样，在政策代理商方面的表现要好，因为它们在政策评估方面更好，样品效率在投资组合管理中并不是一个重大问题。这项研究表明，RL代理可以大大改善资产分配，因为它们的表现优于强基础。基于我们的分析，在政策上，参与者批评的RL药物显示出最大的希望。

软件测试活动旨在找到软件产品的可能缺陷，并确保该产品满足其预期要求。一些软件测试接近的方法缺乏自动化或部分自动化，这增加了测试时间和整体软件测试成本。最近，增强学习（RL）已成功地用于复杂的测试任务中，例如游戏测试，回归测试和测试案例优先级，以自动化该过程并提供持续的适应。从业者可以通过从头开始实现RL算法或使用RL框架来使用RL。开发人员已广泛使用这些框架来解决包括软件测试在内的各个领域中的问题。但是，据我们所知，尚无研究从经验上评估RL框架中实用算法的有效性和性能。在本文中，我们凭经验研究了精心选择的RL算法在两个重要的软件测试任务上的应用：在连续集成（CI）和游戏测试的上下文中测试案例的优先级。对于游戏测试任务，我们在简单游戏上进行实验，并使用RL算法探索游戏以检测错误。结果表明，一些选定的RL框架，例如Tensorforce优于文献的最新方法。为了确定测试用例的优先级，我们在CI环境上运行实验，其中使用来自不同框架的RL算法来对测试用例进行排名。我们的结果表明，在某些情况下，预实算算法之间的性能差异很大，激励了进一步的研究。此外，建议对希望选择RL框架的研究人员进行一些基准问题的经验评估，以确保RL算法按预期执行。

马尔可夫决策过程通常用于不确定性下的顺序决策。然而，对于许多方面，从受约束或安全规范到任务和奖励结构中的各种时间（非Markovian）依赖性，需要扩展。为此，近年来，兴趣已经发展成为强化学习和时间逻辑的组合，即灵活的行为学习方法的组合，具有稳健的验证和保证。在本文中，我们描述了最近引入的常规决策过程的实验调查，该过程支持非马洛维亚奖励功能以及过渡职能。特别是，我们为常规决策过程，与在线，增量学习有关的算法扩展，对无模型和基于模型的解决方案算法的实证评估，以及以常规但非马尔维亚，网格世界的应用程序的算法扩展。

规定过程监视方法利用历史数据开出运行时干预措施，这可能会防止案例结果或改善流程的性能。规定过程监视方法的核心是其干预策略：决定是否以及何时触发正在进行案件的干预措施的决策功能。该领域的先前建议依赖于仅考虑给定情况当前状态的干预政策。考虑到基础预测模型的不确定性水平，这些方法与将干预措施延迟到后来的状态之间，不考虑触发当前状态的干预之间的权衡。此外，他们认为始终可以使用资源来执行干预措施（无限容量）。本文通过引入一种规范性过程监视方法来解决这些差距，该方法根据预测分数，预测不确定性和干预措施的因果效应来过滤和对正在进行的案例进行对，并触发干预措施，以最大程度地提高增益功能，考虑到可用资源。使用真实事件日志评估该建议。结果表明，所提出的方法优于现有基线有关总增益。

在本文中，我们介绍了有关典型乘车共享系统中决策优化问题的强化学习方法的全面，深入的调查。涵盖了有关乘车匹配，车辆重新定位，乘车，路由和动态定价主题的论文。在过去的几年中，大多数文献都出现了，并且要继续解决一些核心挑战：模型复杂性，代理协调和多个杠杆的联合优化。因此，我们还引入了流行的数据集和开放式仿真环境，以促进进一步的研发。随后，我们讨论了有关该重要领域的强化学习研究的许多挑战和机会。

数字化和远程连接扩大了攻击面，使网络系统更脆弱。由于攻击者变得越来越复杂和资源丰富，仅仅依赖传统网络保护，如入侵检测，防火墙和加密，不足以保护网络系统。网络弹性提供了一种新的安全范式，可以使用弹性机制来补充保护不足。一种网络弹性机制（CRM）适应了已知的或零日威胁和实际威胁和不确定性，并对他们进行战略性地响应，以便在成功攻击时保持网络系统的关键功能。反馈架构在启用CRM的在线感应，推理和致动过程中发挥关键作用。强化学习（RL）是一个重要的工具，对网络弹性的反馈架构构成。它允许CRM提供有限或没有事先知识和攻击者的有限攻击的顺序响应。在这项工作中，我们审查了Cyber​​恢复力的RL的文献，并讨论了对三种主要类型的漏洞，即姿势有关，与信息相关的脆弱性的网络恢复力。我们介绍了三个CRM的应用领域：移动目标防御，防守网络欺骗和辅助人类安全技术。 RL算法也有漏洞。我们解释了RL的三个漏洞和目前的攻击模型，其中攻击者针对环境与代理商之间交换的信息：奖励，国家观察和行动命令。我们展示攻击者可以通过最低攻击努力来欺骗RL代理商学习邪恶的政策。最后，我们讨论了RL为基于RL的CRM的网络安全和恢复力和新兴应用的未来挑战。

在实际应用中，尽管这种知识对于确定反应性控制系统与环境的精确相互作用很重要，但我们很少可以完全观察到系统的环境。因此，我们提出了一种在部分可观察到的环境中进行加固学习方法（RL）。在假设环境的行为就像是可观察到的马尔可夫决策过程，但我们对其结构或过渡概率不了解。我们的方法将Q学习与IOALERGIA结合在一起，这是一种学习马尔可夫决策过程（MDP）的方法。通过从RL代理的发作中学习环境的MDP模型，我们可以在不明确的部分可观察到的域中启用RL，而没有明确的记忆，以跟踪以前的相互作用，以处理由部分可观察性引起的歧义。相反，我们通过模拟学习环境模型上的新体验以跟踪探索状态，以抽象环境状态的形式提供其他观察结果。在我们的评估中，我们报告了方法的有效性及其有希望的性能，与六种具有复发性神经网络和固定记忆的最先进的深度RL技术相比。

业务流程偏差是指业务流程执行的子集的现象，以消极或积极的方式偏离{他们的预期或理想的结果。业务流程的偏差执行包括违反合规规则的人，或者欠冲前或超过绩效目标的执行。偏差挖掘涉及通过分析支持业务流程的系统存储的事件日志来揭示揭示异常执行的原因。在本文中，首先通过基于顺序和声明模式模式的特征和它们的组合来研究解释业务流程的偏差问题。然后，通过基于纯数据属性值和数据感知声明规则利用事件日志中的事件日志和迹线的数据属性来进一步提高说明。然后通过用于规则感应的直接和间接方法来提取表征消化的解释。使用来自多个域的实际日志，根据他们准确地区分过程的非偏差和异常执行能力以及决赛的可理解性的能力来评估一系列特征类型和不同形式的决策规则。返回给用户的结果。

移动通知系统在各种应用程序中起着重要作用，以通信，向用户发送警报和提醒，以告知他们有关新闻，事件或消息的信息。在本文中，我们将近实时的通知决策问题制定为马尔可夫决策过程，在该过程中，我们对奖励中的多个目标进行了优化。我们提出了一个端到端的离线增强学习框架，以优化顺序通知决策。我们使用基于保守的Q学习的双重Q网络方法来应对离线学习的挑战，从而减轻了分配转移问题和Q值高估。我们说明了完全部署的系统，并通过离线和在线实验证明了拟议方法的性能和好处。

在本文中，我们使用来自离散事件系统的监督控制理论的概念来提出一种学习用于有限状态马尔可夫决策过程（MDP）的最佳控制政策的方法，其中（仅）某些行动序列被视为不安全（分别安全）。我们假设在有限状态自动化方面给出了被视为不安全和/或安全的一组动作序列;并提出一个监督员，该主管禁用MDP的每个状态下的动作子集，以便满足对操作序列的约束。然后我们介绍了一个版本的Q学习算法，用于在存在非马尔维亚人动作序列和状态约束时学习最佳策略，在那里我们使用奖励机的开发来处理状态约束。我们使用一个示例说明了该方法，该方法捕获基于自动数据的自动数据的实用性，用于加强学习的非马车状态和动作规范，并在该设置中显示模拟结果。