[發(fā)明專利]一種基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多相關(guān)時間序列預(yù)測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011299519.6
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112508170A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳偉杰;黃芳;吳琪;歐陽洋;禹克強
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: G06N3/04
• 分類號: G06N3/04;G06N3/08;G06K9/62;G06F17/16
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 趙琴娜

1.一種基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多相關(guān)時間序列預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

交互矩陣生成器，將原始隨機向量映射成交互矩陣；

預(yù)測值生成器，使用圖卷積網(wǎng)絡(luò)從時間序列交互圖中得到中間特征表示，以及使用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理所述中間特征表示，得到每個時間序列的預(yù)測值；所述時間序列交互圖由所述交互矩陣和時間序列特征矩陣生成；

時間序列判別器，基于虛假時間序列樣本和真實時間序列樣本進行訓練，訓練完成后的所述時間序列判別器用于將梯度信息反饋給所述交互矩陣生成器和所述預(yù)測值生成器；所述虛假時間序列樣本為原始時間序列特征向量添加所述預(yù)測值生成，所述真實時間序列樣本為原始時間序列特征向量添加真實值生成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多相關(guān)時間序列預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述交互矩陣生成器包括一個轉(zhuǎn)置卷積網(wǎng)絡(luò)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多相關(guān)時間序列預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為長短期記憶網(wǎng)絡(luò)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多相關(guān)時間序列預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖卷積網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)深度設(shè)置為3層或4層。

5.一種基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多個相關(guān)時間序列預(yù)測方法，其特征在于，應(yīng)用于基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多相關(guān)時間序列預(yù)測系統(tǒng)，所述基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多相關(guān)時間序列預(yù)測系統(tǒng)包括交互矩陣生成器、預(yù)測值生成器和時間序列判別器，所述交互矩陣生成器、所述預(yù)測值生成器和所述時間序列判別器兩兩相互連接；

所述方法包括以下步驟：

通過所述交互矩陣生成器將原始隨機向量映射成交互矩陣；

根據(jù)所述交互矩陣和時間序列特征矩陣構(gòu)建時間序列交互圖；

通過所述預(yù)測值生成器使用圖卷積網(wǎng)絡(luò)從所述時間序列交互圖中得到中間特征表示，并使用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理所述中間特征表示，得到每個時間序列的預(yù)測值；

通過虛假時間序列樣本和真實時間序列樣本訓練所述時間序列判別器，通過訓練完成后的所述時間序列判別器將梯度信息反饋給所述交互矩陣生成器和所述預(yù)測值生成器；其中所述虛假時間序列樣本為原始時間序列特征向量添加所述預(yù)測值生成，所述真實時間序列樣本為原始時間序列特征向量添加真實值生成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多個相關(guān)時間序列預(yù)測方法，其特征在于，所述將原始隨機向量映射成交互矩陣，包括以下步驟：

通過全連接層將所述原始隨機向量映射為三維特征表示，并使用轉(zhuǎn)置卷積層處理所述三維特征表示，得到輸出矩陣，將所述輸出矩陣對稱化處理，得到所述交互矩陣。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多個相關(guān)時間序列預(yù)測方法，其特征在于，所述循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為長短期記憶網(wǎng)絡(luò)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多個相關(guān)時間序列預(yù)測方法，其特征在于，所述圖卷積網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)深度設(shè)置為3層或4層。

9.一種基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多個相關(guān)時間序列預(yù)測設(shè)備，其特征在于，包括：至少一個控制處理器和用于與所述至少一個控制處理器通信連接的存儲器；所述存儲器存儲有可被所述至少一個控制處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個控制處理器執(zhí)行，以使所述至少一個控制處理器能夠執(zhí)行如權(quán)利要求5至8任一項所述的基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多個相關(guān)時間序列預(yù)測方法。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機可執(zhí)行指令，所述計算機可執(zhí)行指令用于使計算機執(zhí)行如權(quán)利要求5至8任一項所述的基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的多個相關(guān)時間序列預(yù)測方法。