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AR-KAN:用于时间序列预测的自回归权重增强型 Kolmogorov-Arnold 网络

Created by
  • Haebom

作者

曾陈、徐铁航、王巧

大纲

本文强调,传统神经网络难以捕捉复杂信号的频谱结构,尤其难以捕捉那些近似周期但频率非共振的真实信号。先前研究表明,ARIMA 模型在时间序列预测方面优于大规模语言模型。基于此,本文将神经网络预测模型与 ARIMA 模型进行比较,并证实了 ARIMA 模型的优越性。因此,我们提出了一个新模型——自回归权重增强型柯尔莫哥洛夫-阿诺德网络 (AR-KAN),该模型集成了一个用于时间记忆的预训练 AR 模块和一个用于非线性表征的 KAN 模块。AR 模块在保留基本时间特征的同时,减少了冗余。实验结果表明,AR-KAN 在近似周期函数方面的表现与 ARIMA 相似,并在 72% 的 Rdatasets 时间序列数据上取得了最佳效果,尤其在具有周期性结构的数据方面表现出显著的优势。这表明 AR-KAN 是一个稳健有效的时间序列预测框架。

Takeaways, Limitations

Takeaways:
通过与基于神经网络的模型的比较,再次证实了 ARIMA 模型的优越性。
我们证明 AR-KAN 模型可以有效预测具有周期结构的时间序列数据。
我们提出了一种新颖的时间序列预测框架,有效地结合了时间记忆和非线性表示。
Rdatasets 在相当一部分时间序列数据上实现了最佳性能。
Limitations:
很难断定 AR-KAN 模型对于所有类型的时间序列数据都优于 ARIMA(它仅在 72% 的 R 数据集中表现良好)。
需要进一步研究来提高AR-KAN模型的性能。
需要进一步审查所用数据集的普遍性。
缺乏对非周期数据进行AR-KAN性能分析。
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