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高效多变量时间序列预测的时序查询网络

机器学习 2025-09-12 v2

摘要

充分建模变量(即通道)之间的相关性对于实现准确的多变量时间序列预测(MTSF)至关重要。本文提出了一种新型技术称为时序查询(TQ),更有效地捕获多变量相关性,从而提高 MTSF 任务中的模型性能。技术上,TQ 技术在注意力机制中使用周期偏移的可学习向量作为查询,以捕获全局跨变量模式,而键和值来自原始输入数据以编码局部、样本级相关性。基于 TQ 技术,我们开发了一个简单而高效的模型时序查询网络(TQNet),仅使用单层注意力机制和轻量级多层感知机(MLP)。大量实验表明,TQNet 能学习更稳健的多变量相关性,在 12 个具有挑战性的真实数据集上实现了状态最佳预测准确率。此外,TQNet 在高维数据集上也能实现与基于线性方法相当的高效性,在性能和计算成本之间取得平衡。代码已公开:https://github.com/ACAT-SCUT/TQNet。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.12917,
  title  = {Temporal Query Network for Efficient Multivariate Time Series Forecasting},
  author = {Shengsheng Lin and Haojun Chen and Haijie Wu and Chunyun Qiu and Weiwei Lin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12917},
  year   = {2025}
}

备注

ICML 2025