基于自适应Patch与信息熵门控的时序可解释性方法
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国家电网信息通信分公司科技项目 (529939220001)


Time Series Interpretability Method Based on Adaptive Patch and Information Entropy Gating
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    摘要:

    基于扰动的时序可解释性方法通过对输入序列进行扰动并观察模型输出的变化, 从而揭示模型对特定时间步或特征的敏感性, 进而解释其决策机制. 尽管现有方法通过引入可学习扰动提升了时序预测的可解释性, 但这些方法通常依赖全局扰动, 忽视了局部特征之间的关联. 为解决这一问题, 本文提出了一种基于自适应patch与信息熵门控的时序可解释性方法. 通过引入自适应patch模块增强扰动的局部关联性, 并将GRU替换为iTransformer编码器, 以更好地捕捉时间依赖性. 同时, 结合信息熵度量对特征重要性进行加权组合, 进一步提升模型的可解释性和预测准确性. 实验结果表明, 所提方法在多个时序可解释任务中优于现有基准, 能有效提高特征识别精度, 精准识别影响预测结果的关键因素, 显著增强模型的透明度和可靠性.

    Abstract:

    Perturbation-based time series interpretability methods reveal model decision-making mechanisms by perturbing input sequences and observing changes in model outputs, thereby identifying the sensitivity to specific time steps or features. Although existing methods improve interpretability via learnable perturbations, they often rely on global perturbations and neglect the correlations among local features. To address this limitation, a time series interpretability method based on adaptive patches and information entropy gating is proposed. Specifically, an adaptive patch module is introduced to strengthen the local correlations of perturbations, while the GRU is replaced with an iTransformer encoder to more effectively capture temporal dependencies. Additionally, an information entropy metric is employed to weight and aggregate feature importance, further improving interpretability and prediction accuracy. Experimental results indicate that the proposed method outperforms existing baselines on multiple time series interpretability tasks, effectively improving feature identification accuracy, precisely identifying key factors influencing prediction results, and significantly enhancing model transparency and reliability.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

石吉龙,高德荃.基于自适应Patch与信息熵门控的时序可解释性方法.计算机系统应用,2026,35(6):276-283

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  • 收稿日期:2025-10-30
  • 最后修改日期:2025-12-02
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  • 在线发布日期: 2026-04-22
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