Time series forecasting has witnessed significant progress with deep learning. While prevailing approaches enhance forecasting performance by modifying architectures or introducing novel enhancement strategies, they often fail to dynamically disentangle and leverage the complex, intertwined temporal patterns inherent in time series, thus resulting in the learning of static, averaged representations that lack context-aware capabilities. To address this, we propose the Dual-Prototype Adaptive Disentanglement framework (DPAD), a model-agnostic auxiliary method that equips forecasting models with the ability of pattern disentanglement and context-aware adaptation. Specifically, we construct a Dynamic Dual-Prototype bank (DDP), comprising a common pattern bank with strong temporal priors to capture prevailing trend or seasonal patterns, and a rare pattern bank dynamically memorizing critical yet infrequent events, and then an Dual-Path Context-aware routing (DPC) mechanism is proposed to enhance outputs with selectively retrieved context-specific pattern representations from the DDP. Additionally, we introduce a Disentanglement-Guided Loss (DGLoss) to ensure that each prototype bank specializes in its designated role while maintaining comprehensive coverage. Comprehensive experiments demonstrate that DPAD consistently improves forecasting performance and reliability of state-of-the-art models across diverse real-world benchmarks.


翻译:时间序列预测在深度学习的推动下取得了显著进展。尽管主流方法通过改进架构或引入新颖的增强策略来提升预测性能,但它们往往未能动态解缠并利用时间序列中固有的复杂交织时序模式,从而导致学习到静态的、缺乏上下文感知能力的平均化表征。为解决这一问题,我们提出了双原型自适应解缠框架(DPAD),这是一种与模型无关的辅助方法,能够为预测模型赋予模式解缠与上下文自适应能力。具体而言,我们构建了一个动态双原型库(DDP),其包含一个具有强时序先验的通用模式库以捕获主流趋势或季节性模式,以及一个动态记忆关键但偶发事件的稀有模式库;随后提出双路径上下文感知路由(DPC)机制,通过从DDP中有选择地检索上下文特定模式表征来增强输出。此外,我们引入了解缠引导损失函数(DGLoss),以确保每个原型库专注于其设计职能,同时保持全面的覆盖范围。综合实验表明,DPAD在多样化的真实世界基准测试中,能够持续提升前沿模型的预测性能与可靠性。

0
下载
关闭预览

相关内容

决策智能中的时间序列预测大模型
专知会员服务
34+阅读 · 1月7日
【KDD2025】DUET:双重聚类增强的多变量时间序列预测
专知会员服务
17+阅读 · 2024年12月30日
图深度学习在时间序列处理中的应用:预测、重构与分析
专知会员服务
34+阅读 · 2024年11月30日
时间序列预测的全面综述:架构多样性与开放挑战
专知会员服务
35+阅读 · 2024年11月13日
深度学习和基础模型在时间序列预测中的综述
专知会员服务
50+阅读 · 2024年1月26日
12篇顶会论文,深度学习时间序列预测经典方案汇总!
专知会员服务
55+阅读 · 2022年4月11日
专知会员服务
237+阅读 · 2020年12月15日
你真的懂时间序列预测吗?
腾讯大讲堂
104+阅读 · 2019年1月7日
基于LSTM深层神经网络的时间序列预测
论智
22+阅读 · 2018年9月4日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17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
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
23+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
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月5日
VIP会员
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
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
23+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
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员