Time series forecasting has received wide interest from existing research due to its broad applications and inherent challenging. The research challenge lies in identifying effective patterns in historical series and applying them to future forecasting. Advanced models based on point-wise connected MLP and Transformer architectures have strong fitting power, but their secondary computational complexity limits practicality. Additionally, those structures inherently disrupt the temporal order, reducing the information utilization and making the forecasting process uninterpretable. To solve these problems, this paper proposes a forecasting model, MPR-Net. It first adaptively decomposes multi-scale historical series patterns using convolution operation, then constructs a pattern extension forecasting method based on the prior knowledge of pattern reproduction, and finally reconstructs future patterns into future series using deconvolution operation. By leveraging the temporal dependencies present in the time series, MPR-Net not only achieves linear time complexity, but also makes the forecasting process interpretable. By carrying out sufficient experiments on more than ten real data sets of both short and long term forecasting tasks, MPR-Net achieves the state of the art forecasting performance, as well as good generalization and robustness performance.


翻译:时间序列预测因其广泛的应用和固有的挑战性而受到现有研究的广泛关注。研究难点在于识别历史序列中的有效模式,并将其应用于未来预测。基于逐点连接MLP和Transformer架构的先进模型具有强大的拟合能力,但其二次计算复杂度限制了实用性。此外,这些结构本质上会破坏时间顺序,降低信息利用率,并使预测过程不可解释。为解决这些问题,本文提出了一种预测模型MPR-Net。该模型首先利用卷积操作自适应分解多尺度历史序列模式,然后基于模式复现的先验知识构建模式扩展预测方法,最后利用反卷积操作将未来模式重建为未来序列。通过利用时间序列中存在的时间依赖性,MPR-Net不仅实现了线性时间复杂度,而且使预测过程具有可解释性。通过在十余个短期和长期预测任务的真实数据集上开展充分实验,MPR-Net达到了最先进的预测性能,同时具有良好的泛化性和稳健性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Performance:International Symposium on Computer Performance Modeling, Measurements and Evaluation。 Explanation:计算机性能建模、测量和评估国际研讨会。 Publisher:ACM。 SIT:http://dblp.uni-trier.de/db/conf/performance/
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+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
Arxiv
16+阅读 · 2020年2月6日
VIP会员
最新内容
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
1+阅读 · 31分钟前
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
2+阅读 · 46分钟前
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
3+阅读 · 58分钟前
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:11
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
7+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
5+阅读 · 5月29日
“史诗怒火行动”中美军损失的作战飞机
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
ICML 2026 | 理解上下文持续学习中的泛化与遗忘
专知会员服务
5+阅读 · 5月28日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员