Multivariate Time Series (MTS) forecasting plays a vital role in a wide range of applications. Recently, Spatial-Temporal Graph Neural Networks (STGNNs) have become increasingly popular MTS forecasting methods. STGNNs jointly model the spatial and temporal patterns of MTS through graph neural networks and sequential models, significantly improving the prediction accuracy. But limited by model complexity, most STGNNs only consider short-term historical MTS data, such as data over the past one hour. However, the patterns of time series and the dependencies between them (i.e., the temporal and spatial patterns) need to be analyzed based on long-term historical MTS data. To address this issue, we propose a novel framework, in which STGNN is Enhanced by a scalable time series Pre-training model (STEP). Specifically, we design a pre-training model to efficiently learn temporal patterns from very long-term history time series (e.g., the past two weeks) and generate segment-level representations. These representations provide contextual information for short-term time series input to STGNNs and facilitate modeling dependencies between time series. Experiments on three public real-world datasets demonstrate that our framework is capable of significantly enhancing downstream STGNNs, and our pre-training model aptly captures temporal patterns.


翻译:多变量时间序列(MTS)预测在一系列广泛的应用中发挥着关键作用。最近,空间-时图神经网络(STGNNS)已成为日益流行的多边贸易体系预测方法。STGNNS通过图形神经网络和顺序模型共同模拟多边贸易体系的空间和时间模式,大大提高了预测的准确性。但受模型复杂性的限制,大多数STGNNS只考虑短期历史多边贸易体系数据,如过去一个小时的数据。然而,时间序列的格局和它们之间的依赖性(即时间和空间模式)需要根据长期历史多边贸易体系数据进行分析。为了解决这一问题,我们提出了一个新的框架,其中STGNNNE通过可缩放的时间序列序列模型(STEP)加强多边贸易体系的空间和时间模式模式。具体地说,我们设计了一个培训前模型,以便有效地从非常长期的历史时间序列(例如,过去两周)中学习时间模式,并产生分级代表。这些模型为STGNNNPs提供短期时间序列输入的背景信息,并促进在时间序列之间构建依赖性模型。在三个能够实现的时间序列之间,我们不断提升的下游空间模型。

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