論文の概要: EVEREST: An Evidential, Tail-Aware Transformer for Rare-Event Time-Series Forecasting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.19022v1
- Date: Mon, 26 Jan 2026 23:15:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-28 15:26:51.093351
- Title: EVEREST: An Evidential, Tail-Aware Transformer for Rare-Event Time-Series Forecasting
- Title(参考訳): EVEREST: イベントの時系列予測のための確実なタイル対応トランスフォーマー
- Authors: Antanas Zilinskas, Robert N. Shorten, Jakub Marecek,
- Abstract要約: EVERESTは確率的レアイベント予測のためのトランスフォーマーベースのアーキテクチャである。
キャリブレーションされた予測とテールアウェアのリスク推定を提供する。
産業監視、天気予報、衛星診断などの高度な分野に適用できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.551615447454767
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Forecasting rare events in multivariate time-series data is challenging due to severe class imbalance, long-range dependencies, and distributional uncertainty. We introduce EVEREST, a transformer-based architecture for probabilistic rare-event forecasting that delivers calibrated predictions and tail-aware risk estimation, with auxiliary interpretability via attention-based signal attribution. EVEREST integrates four components: (i) a learnable attention bottleneck for soft aggregation of temporal dynamics; (ii) an evidential head for estimating aleatoric and epistemic uncertainty via a Normal--Inverse--Gamma distribution; (iii) an extreme-value head that models tail risk using a Generalized Pareto Distribution; and (iv) a lightweight precursor head for early-event detection. These modules are jointly optimized with a composite loss (focal loss, evidential NLL, and a tail-sensitive EVT penalty) and act only at training time; deployment uses a single classification head with no inference overhead (approximately 0.81M parameters). On a decade of space-weather data, EVEREST achieves state-of-the-art True Skill Statistic (TSS) of 0.973/0.970/0.966 at 24/48/72-hour horizons for C-class flares. The model is compact, efficient to train on commodity hardware, and applicable to high-stakes domains such as industrial monitoring, weather, and satellite diagnostics. Limitations include reliance on fixed-length inputs and exclusion of image-based modalities, motivating future extensions to streaming and multimodal forecasting.
- Abstract(参考訳): 多変量時系列データにおける稀な事象の予測は、厳密なクラス不均衡、長距離依存、分布の不確実性のために困難である。
EVERESTは確率的レアイベント予測のためのトランスフォーマーベースのアーキテクチャで,キャリブレーション予測とテールアウェアリスク推定を実現し,アテンションベースの信号属性による補助的解釈性を実現する。
EVERESTは4つのコンポーネントを統合している。
一 時相力学のソフトアグリゲーションのための学習可能な注意ボトルネック
二 正常-逆-ガンマ分布による動脈及びてんかんの不確実性を推定するための明らかな頭部
三 一般化されたパレート分布を用いて尾リスクをモデル化した極値ヘッド
(四)早期検知のための軽量前駆体ヘッド。
これらのモジュールは複合損失(焦点損失、明らかなNLL、テールセンシティブなEVTペナルティ)で共同最適化され、トレーニング時にのみ動作する。
EVERESTは10年間の宇宙天気データに基づいて、C級フレアの24/48/72時間水平線で0.973/0.970/0.966の最先端のTrue Skill Statistic (TSS)を達成している。
モデルはコンパクトで、コモディティハードウェア上でのトレーニングに効率的であり、産業監視、天気予報、衛星診断などの高度な領域に適用できる。
制限には、固定長入力への依存、画像ベースのモダリティの排除、ストリーミングやマルチモーダル予測への将来の拡張の動機付けが含まれる。
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