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​万字综述 | 图神经网络在时间序列中的应用:预测、分类、填补和异常检测

时间序列是记录动态系统测量值的主要数据类型,由物理传感器和在线过程(虚拟传感器)大量生成。因此,时间序列分析对于揭示可用数据中隐含的信息财富至关重要。随着图神经网络(GNNs)的最新进展,基于GNN的时间序列分析方法大幅增加。这些方法可以明确地建模时序和变量间的关系,而传统的和其他基于深度神经网络的方法则难以做到。在这项调查中,我们对图神经网络在时间序列分析中的应用进行了全面回顾(GNN4TS),涵盖了四个基本维度:预测、分类、异常检测和填补。我们的目标是指导设计师和从业者了解、构建应用程序,并推进GNN4TS的研究。首先,我们提供了一个全面的面向任务的GNN4TS分类法。然后,我们介绍和讨论代表性研究成果,并介绍GNN4TS的主流应用。最后,我们全面讨论了潜在的未来研究方向。这项调查首次汇集了大量关于基于GNN的时间序列研究的知识,突出了图神经网络在时间序列分析中的基础、实际应用和机遇。

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GNN如何建模时间序列?

时间序列是用于记录动态系统测量结果的主要数据类型,并由物理传感器和在线过程(虚拟传感器)大量生成。因此,时间序列分析对于发掘可用数据中隐含的信息丰富性至关重要。随着图神经网络(GNNs)的最近进步,基于GNN的时间序列分析方法的研究有所增加。这些方法可以明确地模拟时间和变量之间的关系,这是传统的和其他基于深度神经网络的方法难以做到的。在这次综述中,我们对图神经网络进行了全面的时间序列分析(GNN4TS),包括四个基本维度:预测、分类、异常检测和插补。我们的目标是指导设计师和实践者理解,构建应用,并推进GNN4TS的研究。首先,我们提供了一个全面的任务导向的GNN4TS分类。然后,我们介绍并讨论代表性的研究工作,最后讨论GNN4TS的主流应用。关于潜在的未来研究方向的全面讨论完整了这次综述。这次研查是首次汇集了大量关于基于GNN的时间序列研究的知识,突出了图神经网络用于时间序列分析的基础、实际应用和机会。

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时间序列图神经网络最新综述(GNN4TS)

时间序列是用于记录动态系统测量结果的主要数据类型,并由物理传感器和在线过程(虚拟传感器)大量生成。因此,时间序列分析对于发掘可用数据中隐含的信息丰富性至关重要。随着图神经网络(GNNs)的最近进步,基于GNN的时间序列分析方法的研究有所增加。这些方法可以明确地模拟时间和变量之间的关系,这是传统的和其他基于深度神经网络的方法难以做到的。在这次综述中,我们对图神经网络进行了全面的时间序列分析(GNN4TS),包括四个基本维度:预测、分类、异常检测和插补。我们的目标是指导设计师和实践者理解,构建应用,并推进GNN4TS的研究。首先,我们提供了一个全面的任务导向的GNN4TS分类。然后,我们介绍并讨论代表性的研究工作,最后讨论GNN4TS的主流应用。关于潜在的未来研究方向的全面讨论完整了这次综述。这次研查是首次汇集了大量关于基于GNN的时间序列研究的知识,突出了图神经网络用于时间序列分析的基础、实际应用和机会。推荐阅读:深度时间序列的综述

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深度学习时间序列的综述

摘要:时间序列一般是指对某种事物发展变化过程进行观测并按照一定频率采集得出的一组随机变量。时间序列预测的任务就是从众多数据中挖掘出其蕴含的核心规律并且依据已知的因素对未来的数据做出准确的估计。由于大量物联网数据采集设备的接入、多维数据的爆炸增长和对预测精度的要求愈发苛刻,导致经典的参数模型以及传统机器学习算法难以满足预测任务的高效率和高精度需求。近年来,以卷积神经网络、循环神经网络和 Transformer 模型为代表的深度学习算法在时间序列预测任务中取得了丰硕的成果。为进一步促进时间序列预测技术的发展,综述了时间序列数据的常见特性、数据集和模型的评价指标,并以时间和算法架构为研究主线,实验对比分析了各预测算法的特点、优势和局限;着重介绍对比了多个基于 Transformer 模型的时间序列预测方法;最后结合深度学习应用于时间序列预测任务存在的问题与挑战对未来该方向的研究趋势进行了展望。(文末附论文下载地址)

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深度学习时间序列的综述

摘要:时间序列一般是指对某种事物发展变化过程进行观测并按照一定频率采集得出的一组随机变量。时间序列预测的任务就是从众多数据中挖掘出其蕴含的核心规律并且依据已知的因素对未来的数据做出准确的估计。由于大量物联网数据采集设备的接入、多维数据的爆炸增长和对预测精度的要求愈发苛刻,导致经典的参数模型以及传统机器学习算法难以满足预测任务的高效率和高精度需求。近年来,以卷积神经网络、循环神经网络和 Transformer 模型为代表的深度学习算法在时间序列预测任务中取得了丰硕的成果。为进一步促进时间序列预测技术的发展,综述了时间序列数据的常见特性、数据集和模型的评价指标,并以时间和算法架构为研究主线,实验对比分析了各预测算法的特点、优势和局限;着重介绍对比了多个基于 Transformer 模型的时间序列预测方法;最后结合深度学习应用于时间序列预测任务存在的问题与挑战对未来该方向的研究趋势进行了展望。(文末附论文下载地址)

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涨姿势!用深度学习LSTM炒股:对冲基金案例分析

大数据文摘作品 编译:王一丁、修竹、阮雪妮、丁慧、钱天培 英伟达昨天一边发布“全球最大的GPU”,一边经历股价跳水20多美元,到今天发稿时间也没恢复过来。无数同学在后台问文摘菌,要不要抄一波底嘞? 今天用深度学习的序列模型预测股价已经取得了不错的效果,尤其是在对冲基金中。股价数据是典型的时间序列数据。 什么是序列数据呢?语音、文字等这些前后关联、存在内有顺序的数据都可以被视为序列数据。 将序列模型应用于语音和文字,深度学习在语音识别、阅读理解、机器翻译等任务上取得了惊人的成就。 具体怎么操作?效果又如何呢

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R语言股市可视化相关矩阵:最小生成树|附代码数据

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