論文の概要: VLBM: Variational Latent Basis Modeling for OOD Robust Multivariate Time Series Forecasting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.02138v1
- Date: Mon, 01 Jun 2026 12:05:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-02 21:34:31.980044
- Title: VLBM: Variational Latent Basis Modeling for OOD Robust Multivariate Time Series Forecasting
- Title(参考訳): VLBM:OODロバスト多変量時系列予測のための変分潜時基底モデリング
- Authors: Xudong Zhang, Jierui Lei, Jiacheng Li, Lingdong Shen, Jian Cui, Haina Tang,
- Abstract要約: OOD誘起偏差から安定なダイナミクスを分離する理論ガイド付き潜時予測フレームワークを提案する。
12のベンチマークタスクで、VLBMは堅牢性とIDの精度を達成し、平均的なMAEとMSEは15.08%、最強のベースラインは7.74%向上した。
これらの結果は,IDとOODの混合条件下での頑健な予測への原則的経路として,潜在構造予測を支援する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.32643416937193
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Out of distribution (OOD) events in multivariate time series forecasting are rare but often dominate real world risk, making average case forecasting insufficient for reliable deployment. Under standard average risk training on mixed ID/OOD distributions, optimization signals from rare OOD events can be overwhelmed by frequent in distribution (ID) patterns, so strong benchmark accuracy may not translate into reliability under high impact shifts. To address this issue, we propose VLBM (Variational Latent Basis Model), a theory guided latent forecasting framework that separates stable dynamics from OOD induced deviations. VLBM learns a shared latent basis that defines a low rank subspace for stable ID dynamics, explicitly decomposes inputs into basis subspace components and orthogonal residual components, and aligns a future aware posterior with a future blind prior so that test time latent inference depends only on historical input. Across 12 benchmark tasks spanning transportation, weather, power systems, and other real world domains, including newly constructed real world OOD traffic datasets, VLBM achieves state of the art OOD robustness and ID accuracy, with average MAE and MSE gains of 15.08\% and 7.74\% over the strongest baseline. On a synthetic simulation dataset, VLBM also consistently achieves the best performance and better tracks OOD pulse recovery. These results support latent structured forecasting as a principled route to robust prediction under mixed ID and OOD conditions. The code is available at https://github.com/leijieruilq/VLBM_OOD_forecast.
- Abstract(参考訳): 多変量時系列予測におけるout of distribution(OOD)イベントは稀であるが、しばしば現実世界のリスクを支配し、平均的なケース予測は信頼性の高いデプロイメントには不十分である。
混合ID/OOD分布の標準的な平均リスクトレーニングでは、希少なOODイベントからの最適化信号は、頻繁な分布(ID)パターンによって圧倒されるため、強いベンチマーク精度は、高いインパクトシフトの下で信頼性に変換されない。
この問題に対処するため,OOD誘起偏差から安定なダイナミクスを分離する理論ガイド付き潜時予測フレームワークであるVLBM(Variational Latent Basis Model)を提案する。
VLBMは、安定したIDダイナミクスのための低階部分空間を定義した共有潜在基底を学習し、入力を基部分空間成分と直交残留成分に明示的に分解し、テスト時間潜時推論が履歴入力にのみ依存するように将来の認識後部を将来の盲点前と整列させる。
VLBMは、輸送、気象、電力システム、および新たに構築された現実世界のOODトラフィックデータセットを含む現実世界のドメインにまたがる12のベンチマークタスクで、最先端のOODロバスト性とIDの精度を達成し、最強のベースライン上で平均15.08\%と7.74\%のMAEとMSEのゲインを達成している。
合成シミュレーションデータセットでは、VLBMは一貫して最高の性能を達成し、OODパルス回復をより良く追跡する。
これらの結果は,IDとOODの混合条件下での頑健な予測への原則的経路として,潜在構造予測を支援する。
コードはhttps://github.com/leijieruilq/VLBM_OOD_forecastで公開されている。
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