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A temporal kernel for time series forecasting

delete2025-06-01
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PRE
AI
W
Weimin Bai
H
Hui Xue *
DOI:10.1016/j.knosys.2025.113623delete
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摘要

摘要

En 中文
近年来,时间序列预测(TSF)因其能在天气、电力系统和医疗保健等领域提升生活质量而受到广泛讨论。循环神经网络和基于注意力机制的模型被认为是TSF任务的主流解决方案。然而,这些刚性且计算密集的模型在真实数据集上表现不佳,特别是在处理复杂时间序列时。对于大规模时间序列,它们的训练时间会变得极长。此外,用于训练模型的批数据仅包含通用和局部统计信息,通常是平稳且单调的(即数据不会持续反转导数)。这类数据难以揭示时间序列分布的非局部和长期特性。现实中,许多真实时间序列表现出具有非局部统计特性的非平稳分布。为解决这些局限性,本文提出一种时序核方法,以灵活增强经典神经网络在TSF任务中的表示能力。具体而言,我们的方法包含三个核心组件:(1)通过引入核方法,从注意力机制中推导出一种核机,以捕捉时间序列的重要特征;(2)提出一种谱混合核映射来构建时序核,该核能够捕捉时间序列分布的非局部和长期特性;(3)采用贝叶斯学习范式,以高效优化非凸时序核网络。我们还提供了时序核近似界方面的理论分析。在真实数据集上的广泛实验表明,我们的方法在多种设置下均具有显著效果。
Keyword:
Time series forecasting
Attention mechanism
Kernel learning
Neural networks

期刊

K
Knowledge-Based Systems
IF:
7.6
论文数:
1.2W
被引数:
4.5W

机构

S
Southeast Univ
学者数:
5.4K
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被引数: 836
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