3 个月前

SegRNN:用于长期时间序列预测的分段循环神经网络

SegRNN:用于长期时间序列预测的分段循环神经网络

摘要

基于RNN的方法在处理长期时间序列预测(Long-term Time Series Forecasting, LTSF)任务时,面对过长的回看窗口(look-back window)和预测时域,面临显著挑战。因此,该领域主导方法已逐渐转向Transformer、MLP和CNN等架构。RNN性能受限的根本原因在于其需要进行大量递归迭代。为解决这一问题,本文提出两种新颖策略,以减少RNN在LTSF任务中的迭代次数:分段迭代(Segment-wise Iterations)与并行多步预测(Parallel Multi-step Forecasting, PMF)。将这两种策略结合的RNN模型——SegRNN,在保持高预测精度的同时,显著降低了所需的递归迭代次数,从而在预测准确率和推理速度方面均取得显著提升。大量实验结果表明,SegRNN不仅超越了当前最先进的基于Transformer的模型,且在运行时间与内存占用方面均降低超过78%。这些成果有力证明,RNN在LTSF任务中仍具备卓越性能,为未来进一步探索基于RNN的长期时间序列预测方法提供了充分激励。源代码即将发布。

代码仓库

hughxx/tsf-new-paper-taste
pytorch
GitHub 中提及
thuml/Time-Series-Library
pytorch
GitHub 中提及
lss-1138/SegRNN
官方
pytorch
GitHub 中提及
WenjieDu/PyPOTS
pytorch
GitHub 中提及

基准测试

基准方法指标
time-series-forecasting-on-etth1-192-1SegRNN
MAE: 0.402
MSE: 0.385
time-series-forecasting-on-etth1-192-2SegRNN
MAE: 0.208
MSE: 0.068
time-series-forecasting-on-etth1-336-1SegRNN
MAE: 0.417
MSE: 0.401
time-series-forecasting-on-etth1-336-2SegRNN
MAE: 0.215
MSE: 0.073
time-series-forecasting-on-etth1-720-1SegRNN
MAE: 0.447
MSE: 0.434
time-series-forecasting-on-etth1-720-2SegRNN
MAE: 0.233
MSE: 0.085
time-series-forecasting-on-etth1-96-1SegRNN
MAE: 0.376
MSE: 0.341
time-series-forecasting-on-etth1-96-2SegRNN
MAE: 0.18
MSE: 0.053
time-series-forecasting-on-etth2-192-1SegRNN
MAE: 0.36
MSE: 0.321
time-series-forecasting-on-etth2-192-2SegRNN
MAE: 0.317
MSE: 0.158
time-series-forecasting-on-etth2-336-1SegRNN
MAE: 0.374
MSE: 0.325
time-series-forecasting-on-etth2-336-2SegRNN
MAE: 0.345
MSE: 0.18
time-series-forecasting-on-etth2-720-1SegRNN
MAE: 0.424
MSE: 0.394
time-series-forecasting-on-etth2-720-2SegRNN
MAE: 0.365
MSE: 0.205
time-series-forecasting-on-etth2-96-1SegRNN
MAE: 0.32
MSE: 0.263
time-series-forecasting-on-etth2-96-2SegRNN
MAE: 0.272
MSE: 0.121
time-series-forecasting-on-weather-192SegRNN
MAE: 0.227
MSE: 0.186
time-series-forecasting-on-weather-336SegRNN
MAE: 0.269
MSE: 0.237
time-series-forecasting-on-weather-720SegRNN
MAE: 0.32
MSE: 0.31
time-series-forecasting-on-weather-96SegRNN
MAE: 0.181
MSE: 0.142

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