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时间序列预测的全面综述:架构多样性与开放挑战

专知  · 公众号  ·  · 2024-11-14 11:00
    

主要观点总结

本综述关注时间序列预测领域的架构多样性及开放挑战。文章概述了时间序列预测的重要性、应用领域和挑战。文章还回顾了传统方法和深度学习架构在该领域的应用和发展,并指出了每种架构的优缺点。文章最后探讨了最新的趋势和开放挑战,包括混合模型、扩散模型、基础模型等的出现以及通道依赖性、分布变化、因果关系和特征提取等问题。本综述旨在降低新入门者进入TSF领域的门槛,同时为经验丰富的研究人员提供新的视野和机会。

关键观点总结

关键观点1: 时间序列预测的重要性及挑战

时间序列预测为经济规划、供应链管理和医学诊断等提供关键信息。随着深度学习架构的发展,时间序列预测取得了显著进展,但仍面临模型多样性和领域中的开放挑战。

关键观点2: 传统方法和深度学习架构的回顾

文章回顾了传统统计方法和机器学习在TSF中的应用,以及深度学习架构如MLP、CNN、RNN、GNN的发展。这些架构在TSF中表现出色,但存在结构性限制。

关键观点3: 最新模型的关键特征分析

文章分析了最新模型如Transformer、扩散模型、基础模型等的关键特征,并探讨了它们解决TSF问题的潜力。

关键观点4: 开放挑战及解决方案探讨

文章讨论了TSF中的开放挑战,包括通道依赖性、分布变化、因果关系和特征提取等,并探讨了旨在解决这些挑战的最新方法。

关键观点5: 本综述的两大主要优点

本综述与以往的TSF综述论文相比,具有两个主要优点:一是关注架构多样性的不可避免性,提供了一个及时和全面的视角;二是从开放挑战的角度进行探讨,为读者提供了解决这些问题的见解。


文章预览

时间序列预测是一个至关重要的任务,它为经济规划、供应链管理和医学诊断等各个领域的决策提供了关键信息。过去,传统统计方法和机器学习曾被广泛应用于时间序列预测问题,然而,随着多种基础的深度学习架构如多层感知机(MLP)、卷积神经网络(CNN)、递归神经网络(RNN)和图神经网络(GNN)的发展,这些架构被逐步应用于时间序列预测问题的解决。然而,由于每种深度学习架构的归纳偏置所带来的结构性限制,它们的性能也受到了制约。变换器模型(Transformer),擅长处理长期依赖关系,已经成为时间序列预测中的重要架构组件。然而,近期的研究表明,简单的线性层等替代方案能够超越变换器模型。这些发现为使用多样化架构提供了新的可能性。在探索各种模型的背景下,时间序列预测的架构建模已经进入了一个复兴阶段。本综述 ………………………………

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