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时空身份:一种简单而有效的多变量时间序列预测基线

Zezhi Shao Zhao Zhang Fei Wang Wei Wei Yongjun Xu

摘要

多变量时间序列(Multivariate Time Series, MTS)预测在众多应用场景中发挥着至关重要的作用。近年来,时空图神经网络(Spatial-Temporal Graph Neural Networks, STGNNs)因其卓越的性能表现,逐渐成为MTS预测领域的主流方法。然而,现有研究日益复杂化,性能提升却相对有限。这一现象促使我们深入探究MTS预测的关键影响因素,并致力于设计一种在性能上可媲美STGNNs、但结构更简洁、计算更高效的模型。本文识别出空间与时间维度上样本不可区分性(indistinguishability)是制约预测性能的核心瓶颈,并提出一种简单而有效的基准方法——通过引入空间与时间身份信息(Spatial and Temporal Identity, STID),在仅使用基础多层感知机(Multi-Layer Perceptrons, MLPs)的基础上,实现了性能与效率的双重最优。实验结果表明,只要有效解决样本的不可区分性问题,便无需依赖复杂的STGNN架构,也能设计出高效且强大的预测模型。这一发现为MTS预测模型的轻量化与高效化提供了新的思路。


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