Time series forecasting is critical for decision-making across dynamic domains such as energy, finance, transportation, and cloud computing. However, real-world time series often exhibit non-stationarity, including temporal distribution shifts and spectral variability, which pose significant challenges for long-term time series forecasting. In this paper, we propose DTAF, a dual-branch framework that addresses non-stationarity in both the temporal and frequency domains. For the temporal domain, the Temporal Stabilizing Fusion (TFS) module employs a non-stationary mix of experts (MOE) filter to disentangle and suppress temporal non-stationary patterns while preserving long-term dependencies. For the frequency domain, the Frequency Wave Modeling (FWM) module applies frequency differencing to dynamically highlight components with significant spectral shifts. By fusing the complementary outputs of TFS and FWM, DTAF generates robust forecasts that adapt to both temporal and frequency domain non-stationarity. Extensive experiments on real-world benchmarks demonstrate that DTAF outperforms state-of-the-art baselines, yielding significant improvements in forecasting accuracy under non-stationary conditions. All codes are available at https://github.com/PandaJunk/DTAF.


翻译:时间序列预测对于能源、金融、交通和云计算等动态领域的决策至关重要。然而,现实世界中的时间序列常表现出非平稳性,包括时域分布偏移和频谱变异性,这对长期时间序列预测提出了重大挑战。本文提出DTAF,一种双分支框架,旨在同时处理时域和频域的非平稳性问题。在时域方面,时域稳定融合模块采用非平稳专家混合滤波器,以解耦并抑制时域非平稳模式,同时保留长期依赖关系。在频域方面,频域波形建模模块应用频域差分技术,动态突出具有显著频谱偏移的组分。通过融合TFS和FWM的互补输出,DTAF能够生成适应时域和频域非平稳性的鲁棒预测结果。在真实世界基准数据集上的大量实验表明,DTAF优于现有先进基线方法,在非平稳条件下显著提升了预测精度。所有代码已公开于https://github.com/PandaJunk/DTAF。

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