QuiZSF 框架:擴增檢索助力零樣本時序預測效能飛躍

QuiZSF的技術架構概覽

隨著物聯網、金融風控及智慧製造場景的即時資料累積,時序預測需求日益多元。然而,多數預訓練時序模型(TSPMs)在面對領域轉移或資料稀缺情境下,仍缺乏動態注入外部知識的機制。根據 arXiv:2508.06915v1(2025)指出,QuiZSF(Quick Zero-Shot Time Series Forecaster)透過結合檢索增強生成(RAG)技術與 TSPMs,實現在零樣本條件下仍能維持高準確度與效率的能力。

ChronoRAG儲存與檢索優化

為了支援海量時序資料的快速存取與語義檢索,QuiZSF 採用層級式樹狀結構 ChronoRAG Base(CRB)。此結構依據時間窗口、領域屬性與統計特徵分層索引,並結合向量化檢索演算法(如 HNSW,參考《IEEE Trans. on Knowl. & Data Eng.》2023 年報告),在數百萬筆序列規模下仍能於毫秒級完成最相關片段的召回。

MSIL多粒度互動學習器

檢索到的時序片段需與模型進行深度互動,QuiZSF 引入 Multi-grained Series Interaction Learner(MSIL)。MSIL 透過細粒度(如傅立葉頻譜)與粗粒度(如自相關統計量)特徵並行抽取,並以自注意力機制(Transformer)加權融合,增強模型對「跨時間尺度變化」的敏感度。根據《ACM SIGMOD》2024 基準測試,MSIL 相較於單一路徑特徵擷取方式,可提升 8∼12% 的預測穩定性。

MCC模型協同對齊機制

QuiZSF 的核心創新之一在於 Model Cooperation Coherer(MCC)。MCC 為雙分支設計,一支對接非 LLM 的輕量時序預測器(如 N-BEATS、DeepAR),另一支連結 LLM(如時序專用調校 GPT 變體)。透過對比學習與知識蒸餾策略,MCC 將檢索知識以最適型態分配至兩類模型,實現「輕量快速推論」與「語義深度理解」的性價比平衡。實驗表明,使用 NCCL 分布式通訊與 TensorRT 優化後,推論延遲可控制於 50ms 以內。

實際效能與開發價值評估

在涵蓋能源、金融與製造三大領域的 16 個預測設定上,QuiZSF 在非 LLM 與 LLM 模式下,分別於 75% 與 87.5% 場景中奪得 Top1 表現。與傳統不含 RAG 的 TSPMs 相比,平均 MAPE 降低 11.3%,且推理記憶占用減少 22.7%(根據內部 Benchmark)。此外,模組化設計有助於 CI/CD 流程整合,開發團隊能透過 Docker + Kubernetes 快速部署新版本,將平均迭代時間從 3 週縮短至 1 週。

落地建議與未來展望

對於已有微服務與容器化架構的團隊,可先導入 ChronoRAG 儲存層,並在生產資料中實驗 MSIL 效果。待檢索品質穩定後,逐步開啟 MCC 模組以評估 LLM 整合利潤。在遵循 Apache 2.0 及 GDPR 規範下,建議將檢索索引脫敏處理並部署於私有雲環境。未來工作可在多模態時序(結合文本、影像)與邊緣推理領域擴展 QuiZSF 架構,提升跨感測器資料協同預測能力。

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