USTC-AGI Research Group

Time Series Analysis 研究方向

聚焦时间序列预测、异常检测、基础模型与 Agentic 分析,推动时序智能的前沿探索

星思启时序认知之智,铸星坊铸预测之器,智多星谋自主之研,观星阁观未来之势,天星台立评测之尺。

Forecasting Anomaly Detection Foundation Models Agentic Analysis

研究方向

USTC-AGI 研究组在 Time Series Analysis 方向的代表性工作,涵盖预测、分类、异常检测、情境感知的时间序列分析、时间序列基础模型与 Agentic时间序列分析等多个方向。

时间序列预测

围绕时间序列预测中的多模态语义理解、慢思考认知推理与智能体自主交互,系统探索从情境上下文理解、长思维链推理到自主决策的能力演进。

多模态情境感知
🧩

从文本、事件、知识、环境变量与人类反馈等多源信息中抽取预测相关情境,增强模型对复杂外部因素的感知能力。

情境—趋势关联推理
🧠

建模外部情境与未来趋势之间的关联机制,探索情境因素如何影响趋势变化、阶段转折与未来走向。

非平稳性与漂移预测
📈

面向趋势突变、分布漂移与阶段性变化,研究非平稳时间序列的动态建模、漂移识别与未来演化预测。

不确定性量化与可信预测
🛡️

量化未来趋势的多种可能路径,估计预测置信度、风险边界与不确定性来源,提升预测结果的可信度与可解释性。

时间序列分类

聚焦单变量与多变量时序的判别表征学习,覆盖活动识别、故障诊断、医疗事件分类等典型场景。

🏷️ 判别表征学习 · 对比学习 · 自监督预训练 · 域自适应
🔬 活动识别 · 故障诊断 · 医疗事件检测 · 工业质检
📄 UEA · UCR · HAR · MIMIC · 设备振动信号等标准基准

时间序列异常检测

聚焦单变量与多变量时序的无监督及少样本异常检测,兼顾点异常、上下文异常与模式级异常。

🔍 AnomaMind · 多粒度模式感知 · 上下文推理 · 误报抑制
🏭 工业时序场景 · 无监督 · 少样本 · 实时检测
📄 MSL · SMAP · SMD · PSM · SWaT 等标准基准

时间序列基础模型

面向预测、分类、异常检测与插补等通用时序任务,系统研究时序基础模型从数据建设、模型设计到规模化训练规律的完整技术路线。

🗄️ 数据:构建覆盖能源、交通、工业、金融等多领域的时序语料,统一采样粒度、变量描述、任务协议与质量评估标准。
🧠 模型:探索适合连续数值序列的 Patch / Token 表征、长短期依赖建模与跨变量交互机制,形成可迁移的通用编码器。
🚀 模型:面向指令微调和任务对齐,将预测窗口、变量语义和业务约束转化为模型可理解的时序指令,提升 Zero-shot / Few-shot 泛化能力。
📈 Scaling Law:分析数据规模、模型参数、上下文长度与计算预算之间的性能规律,为时序基础模型训练配置提供经验依据。

应用研究

围绕电力能源、云服务运维、气象环境、商业零售与医疗健康等真实时序场景,沉淀可落地的预测、诊断与决策应用研究。

领域应用研究

面向电力负荷、能源发电、云服务运维、气象环境、商业零售与医疗健康等真实时序场景,刻画领域知识、外部驱动因素与业务约束对序列趋势、周期波动和异常变化的影响,支撑可落地的预测、诊断、预警与决策应用。

电力负荷

面向居民、商业园区、城市级与工业用电负荷预测任务,融合温度湿度、节假日、工作日模式、重大活动、电价与需求响应等外部因素,刻画短时波动、峰谷转换和长期用能趋势,支撑电网调度、负荷预警、需求侧管理与低碳运行。

能源发电
☀️

面向光伏、风电、水电与综合能源系统等发电预测任务,结合辐照度、云量、风速风向、气温、季节周期和设备状态,建模新能源出力的不确定性与快速爬坡过程,服务并网消纳、储能调度、发电计划优化和能源资产管理。

云服务运维
☁️

面向云平台请求量、服务流量、CPU/GPU 与存储负载、任务队列、延迟和错误率等运维时序,识别周期性业务节奏、突发流量、发布变更、故障事件和上下游依赖带来的趋势漂移,支撑容量规划、弹性扩缩容、资源调度、异常检测与 SLA 保障。

气象与环境
🌦️

面向气温、降水、风场、空气质量、水文径流、极端天气和生态环境监测等时序数据,研究多源观测、空间邻近、季节周期、气候异常和人为活动对环境状态演化的影响,支撑灾害预警、环境治理、城市运行和科学机理分析。

商业零售
🛒

面向商品销量、门店客流、库存周转、价格促销、广告投放和供应链履约等商业时序,研究季节性需求、节庆活动、区域偏好、价格弹性和渠道联动对经营指标的影响,支撑需求预测、补货决策、库存优化、营销排期和精细化运营。

医疗健康
🏥

面向电子健康记录、ICU 监护、生理信号、可穿戴设备、临床随访和药物疗效等医疗健康时序,建模患者状态转移、治疗干预、生理节律、个体差异和多模态检查结果之间的关联,支撑疾病进展预测、风险预警、疗效评估和智能辅助诊断。


情境感知的时间序列分析

面向复杂真实预测场景,研究多源多模情境上下文如何融入时间序列建模,让模型从序列模式拟合走向情境感知的未来趋势预测。

情境感知的时间序列分析

面向复杂真实预测场景,研究多源上下文情境如何参与时间序列建模、推理与动态更新,让模型从序列模式拟合走向情境感知的未来判断。

情境语义对齐与融合
🧩

多源异构上下文情境如何有效表示、对齐并融入预测模型。

情境上下文推理
🧠

情境因素如何影响未来趋势,模型如何开展原因分析、假设探索与证据验证。

动态情境自适应
🔁

当情境变化或信息不完整时,模型如何主动获取新证据并动态更新预测。


时间序列认知大模型

时间序列认知大模型是一类面向复杂时序场景的新型基础模型。它不仅学习时间序列中的数值模式,还进一步理解序列所处的情境上下文,分析趋势变化背后的原因,并通过慢思考推理与记忆交互不断获取证据、修正预测判断,从而实现更可靠、更可解释和更具适应性的时序预测。

CastMind(星思)

以语言大模型为统一认知 Backbone 的时间序列基础模型。原始时序经 Time Series Feature Encoder 编码为 Temporal Embedding 后送入 LLM, 在长思维链慢思考过程中动态发现证据缺口、访问 Memory、检索历史相似模式并逐步修正预测判断—— 类比 Search-o1 的"边思考边检索",实现交互式时序认知推理。

Feature Encoder + LLM Backbone
🔩

原始时序经多尺度 patch 投影与量化语义通路编码为 Temporal Embedding,送入预训练 LLM Backbone 进行联合推理。

慢思考中动态证据发现
🧠

推理过程中主动感知证据缺口,暂停推理转向 Memory 检索,获取补充证据后继续推理,实现真正意义上的交互式慢思考。

CPT-SFT-RL 三阶段训练
🚀

跨域持续预训练形成时序感知能力,SFT 学习慢思考指令推理,RL 通过可验证奖励优化预测判断与推理路径。


自主交互智能体系统

面向时间序列研究与分析工作流,建设可交互、可编排、可沉淀的智能体系统,将任务规划、实验执行、结果评估与研究记忆整合为端到端平台。

CastClaw(观星阁)

面向时间序列预测研究的人机协同智能体框架。CastClaw 通过 Planner、Forecaster、Critic 三个专属智能体编排完整预测流程,并在关键节点引入人类确认,将数据分析、特征工程与经典时序模型能力封装为可扩展的运行时工具箱。

📈 多智能体协同 · 人机高效协作 · Agentic Workflow
🧰 运行时工具箱:实验执行沙盒 · 数据分析工具 · 特征分析 · 经典时序模型(ARIMA / Prophet / DLinear / PatchTST …)
🗂️ Skill 持续沉淀 · 跨会话记忆 · 面向真实预测工作流的研究工作台

NeoResearch(智多星)

面向时间序列预测小模型研发的自主研究智能体系统,将研究假设、模型配方、受控实验、评估归因与研究记忆串成可复现闭环,支持从问题定义到候选方案迭代的系统化研究流程。

🧠 研究假设生成 · CandidateRecipe 搜索 · 自主实验规划
🧪 受控实验协议 · 评估归因 · 可复现研究闭环
🗃️ 研究记忆沉淀 · 模型配方迭代 · 面向 TSF 小模型研发

开源项目

围绕时间序列预测、Agentic 分析、人机协同研究工作流与可复现实验平台,沉淀可复用的开源工具、系统框架与研究基础设施。

CastFactory(铸星坊)

面向时间序列研究的实验工厂,沉淀数据处理、特征构造、模型配方、训练运行与结果归档等模块,让新任务能够沿着统一协议快速搭建、复用和复现实验流程。

🏭 数据接入 · 清洗切分 · 场景配置模板
🧩 模型配方 · 训练脚本 · 实验运行规范
📦 面向论文与应用研究的可复现结果资产

FutureCast(天星台)

面向时序模型与智能体系统的统一评测套件,覆盖 benchmark 管理、指标计算、误差归因和报告生成,帮助研究者在一致口径下比较模型能力与系统收益。

📊 预测 · 分类 · 异常检测等任务评测协议
⚖️ 跨数据集 · 跨场景 · 跨模型指标对齐
📝 Ablation · Diagnosis · Leaderboard 报告结构