In multivariate time series forecasting (MTSF), accurately modeling the intricate dependencies among multiple variables remains a significant challenge due to the inherent limitations of traditional approaches. Most existing models adopt either \textbf{channel-independent} (CI) or \textbf{channel-dependent} (CD) strategies, each presenting distinct drawbacks. CI methods fail to leverage the potential insights from inter-channel interactions, resulting in models that may not fully exploit the underlying statistical dependencies present in the data. Conversely, CD approaches often incorporate too much extraneous information, risking model overfitting and predictive inefficiency. To address these issues, we introduce the Adaptive Forecasting Transformer (\textbf{Adapformer}), an advanced Transformer-based framework that merges the benefits of CI and CD methodologies through effective channel management. The core of Adapformer lies in its dual-stage encoder-decoder architecture, which includes the \textbf{A}daptive \textbf{C}hannel \textbf{E}nhancer (\textbf{ACE}) for enriching embedding processes and the \textbf{A}daptive \textbf{C}hannel \textbf{F}orecaster (\textbf{ACF}) for refining the predictions. ACE enhances token representations by selectively incorporating essential dependencies, while ACF streamlines the decoding process by focusing on the most relevant covariates, substantially reducing noise and redundancy. Our rigorous testing on diverse datasets shows that Adapformer achieves superior performance over existing models, enhancing both predictive accuracy and computational efficiency, thus making it state-of-the-art in MTSF.


翻译:在多元时间序列预测中,由于传统方法固有的局限性,准确建模多个变量间复杂的依赖关系仍然是一个重大挑战。现有模型大多采用**通道独立**或**通道依赖**策略,各自存在明显缺陷。通道独立方法未能利用通道间交互的潜在信息,导致模型可能无法充分利用数据中潜在的统计依赖关系。相反,通道依赖方法往往引入过多无关信息,存在模型过拟合和预测效率低下的风险。为解决这些问题,我们提出了自适应预测Transformer(Adapformer),这是一种基于Transformer的先进框架,通过有效的通道管理融合了通道独立与通道依赖方法的优势。Adapformer的核心在于其双阶段编码器-解码器架构,包含用于增强嵌入过程的**自适应通道增强器**以及用于优化预测的**自适应通道预测器**。ACE通过选择性整合关键依赖关系来增强令牌表示,而ACF通过聚焦最相关的协变量来简化解码过程,显著降低噪声和冗余。我们在多个数据集上的严格测试表明,Adapformer在预测精度和计算效率方面均优于现有模型,实现了当前多元时间序列预测领域的最先进性能。

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