A networked time series (NETS) is a family of time series on a given graph, one for each node. It has found a wide range of applications from intelligent transportation, environment monitoring to mobile network management. An important task in such applications is to predict the future values of a NETS based on its historical values and the underlying graph. Most existing methods require complete data for training. However, in real-world scenarios, it is not uncommon to have missing data due to sensor malfunction, incomplete sensing coverage, etc. In this paper, we study the problem of NETS prediction with incomplete data. We propose NETS-ImpGAN, a novel deep learning framework that can be trained on incomplete data with missing values in both history and future. Furthermore, we propose novel Graph Temporal Attention Networks by incorporating the attention mechanism to capture both inter-time series correlations and temporal correlations. We conduct extensive experiments on three real-world datasets under different missing patterns and missing rates. The experimental results show that NETS-ImpGAN outperforms existing methods except when data exhibit very low variance, in which case NETS-ImpGAN still achieves competitive performance.


翻译:网络时间序列(NETS)是特定图表上的时间序列,每个节点各一个。它发现从智能运输、环境监测到移动网络管理等一系列广泛的应用。这种应用的一个重要任务是根据历史价值和基本图预测NETS的未来值。大多数现有方法都需要完整的培训数据。然而,在现实世界中,由于传感器故障、不完全的遥感覆盖等原因而缺少数据的情况并不罕见。在本文中,我们用不完整的数据来研究NETS预测的问题。我们提出了NETS-ImpGAN,这是一个新的深层次学习框架,可以就历史和未来缺失值的不完整数据进行培训。此外,我们建议采用关注机制来捕捉时间序列的相互关系和时间相关性,以新的图时钟关注网络。我们在不同缺失模式和缺失率下对三个真实世界数据集进行了广泛的实验。实验结果表明,NETS-ImpGAN超越了现有方法,除非数据显示差异非常低,在这种情况下,NETS-ImpGAN仍然具有竞争性性。

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