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xPatch:基于指数季节性-趋势分解的双流时间序列预测

Artyom Stitsyuk Jaesik Choi

摘要

近年来,基于Transformer的模型在时间序列预测领域受到广泛关注。尽管这类模型通常展现出令人瞩目的预测效果,但由于其注意力机制的局限性,难以充分挖掘时间序列数据中的时序依赖关系。为此,本文提出一种新型双流架构——指数块(eXponential Patch,简称xPatch),该架构引入了指数分解机制。受经典指数平滑方法的启发,xPatch创新性地设计了季节-趋势指数分解模块。此外,本文还提出一种双流结构,包含基于MLP的线性流与基于CNN的非线性流,旨在探索在非Transformer架构中采用分块(patching)与通道独立性(channel-independence)技术所带来的优势。最后,我们设计了一种鲁棒的反正切损失函数(arctangent loss function)以及一种Sigmoid形式的学习率自适应调整策略,有效抑制过拟合现象,显著提升预测性能。相关代码已开源,可访问以下仓库获取:https://github.com/stitsyuk/xPatch


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