論文の概要: Accurate and Efficient Multi-Channel Time Series Forecasting via Sparse Attention Mechanism
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.18712v1
- Date: Thu, 19 Mar 2026 10:11:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-20 17:19:06.07914
- Title: Accurate and Efficient Multi-Channel Time Series Forecasting via Sparse Attention Mechanism
- Title(参考訳): スパースアテンション機構による高精度かつ効率的なマルチチャネル時系列予測
- Authors: Lei Gao, Hengda Bao, Jingfei Fang, Guangzheng Wu, Weihua Zhou, Yun Zhou,
- Abstract要約: 本稿では,マルチチャネル時系列予測のための新しいアーキテクチャであるLinear-Network(Li-Net)を提案する。
Li-Netはシーケンスやチャネル次元の表現を圧縮し、非線形モジュールを通じて情報を処理し、その後予測を再構築する。
中心となるイノベーションは、マルチモーダルな埋め込みをシームレスに組み込んだり、融合させたりできることです。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.742623694016163
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The task of multi-channel time series forecasting is ubiquitous in numerous fields such as finance, supply chain management, and energy planning. It is critical to effectively capture complex dynamic dependencies within and between channels for accurate predictions. However, traditional method paid few attentions on learning the interaction among channels. This paper proposes Linear-Network (Li-Net), a novel architecture designed for multi-channel time series forecasting that captures the linear and non-linear dependencies among channels. Li-Net dynamically compresses representations across sequence and channel dimensions, processes the information through a configurable non-linear module and subsequently reconstructs the forecasts. Moreover, Li-Net integrates a sparse Top-K Softmax attention mechanism within a multi-scale projection framework to address these challenges. A core innovation is its ability to seamlessly incorporate and fuse multi-modal embeddings, guiding the sparse attention process to focus on the most informative time steps and feature channels. Through the experiment results on multiple real-world benchmark datasets demonstrate that Li-Net achieves competitive performance compared to state-of-the-art baseline methods. Furthermore, Li-Net provides a superior balance between prediction accuracy and computational burden, exhibiting significantly lower memory usage and faster inference times. Detailed ablation studies and parameter sensitivity analyses validate the effectiveness of each key component in our proposed architecture. Keywords: Multivariate Time Series Forecasting, Sparse Attention Mechanism, Multimodal Information Fusion, Non-linear relationship
- Abstract(参考訳): マルチチャネル時系列予測のタスクは、金融、サプライチェーン管理、エネルギー計画など、多くの分野で広く行われている。
正確な予測のために、チャネル内およびチャネル間の複雑な動的依存関係を効果的にキャプチャすることが重要である。
しかし、従来の手法はチャンネル間の相互作用を学ぶことにはほとんど注意を払わなかった。
本稿では,チャネル間の線形および非線形の依存関係をキャプチャするマルチチャネル時系列予測のための新しいアーキテクチャであるLinear-Network(Li-Net)を提案する。
Li-Netはシーケンスやチャネル次元の表現を動的に圧縮し、構成可能な非線形モジュールを通じて情報を処理し、その後予測を再構築する。
さらに、Li-Netは、これらの課題に対処するために、マルチスケールのプロジェクションフレームワークに、スパースなTop-K Softmaxアテンションメカニズムを統合する。
中心となるイノベーションは、マルチモーダルな埋め込みをシームレスに組み込んだり、融合させたりできることです。
複数の実世界のベンチマークデータセットの実験結果から、Li-Netは最先端のベースライン手法と比較して競争性能が向上することを示した。
さらに、Li-Netは予測精度と計算負荷のバランスが良く、メモリ使用量が大幅に低下し、推論時間が短縮される。
詳細なアブレーション研究とパラメータ感度分析により,提案アーキテクチャにおける各キーコンポーネントの有効性が検証された。
キーワード:多変量時系列予測、スパースアテンションメカニズム、マルチモーダル情報融合、非線形関係
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