As forecasts increasingly drive decisions in fields such as energy, transportation, and healthcare, understanding the historical data behind these predictions has become as crucial as the predictions themselves. Although existing interpretable-by-design forecasters reveal their internal structures, they offer no guarantee that these structures faithfully reflect the underlying evidence driving the predictions. In contrast, while faithfulness-oriented methods explicitly verify model behavior, they are almost exclusively designed for post-hoc classification tasks. To bridge this gap, we propose IB-Forecast, an inherently interpretable multivariate time-series forecasting framework. It decomposes forecasting into a learned periodic component and a residual component computed with explainable masks over input tokens. With a budget-constrained information bottleneck, end-to-end optimization enables users to directly control explanation sparsity. With a rigorous faithfulness evaluation protocol, extensive experiments demonstrate that IB-Forecast matches the forecasting error of leading black-box models while providing faithful explanations at no additional inference cost. Furthermore, under a matched sparsity budget, these native explanations consistently surpass gradient-based, occlusion-based, and optimization-based baselines across all evaluated datasets. Ultimately, whereas the native explanations of existing interpretable forecasters exhibit poor faithfulness, IB-Forecast guarantees high explanation fidelity, requiring only 14-20% of the observations to deliver low-error predictions.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
时间序列预测:一课掌握亚马逊开源算法DeepAR
机器之心
13+阅读 · 2020年6月3日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
6+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
7+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
8+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
12+阅读 · 10月13日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员