Time-Series-Library
清华大学开源的时间序列深度学习基准库,集成43个模型覆盖预测/插补/异常检测等五大任务
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本应用为开源项目,仅供学习研究,请遵守其开源协议。
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你有没有想过,工厂里一台设备什么时候会出故障、超市里下周的营业额大概是多少、甚至你每天走路的心率数据有什么规律?这些看似毫无关联的问题,背后其实都指向同一个核心:时间序列分析——一种用数学模型从历史数据中发现规律、预测未来的技术。
时间序列库(Time Series Library,简称 TSLib) 就是这样一个工具:它将学术界最前沿的深度学习时间序列模型打包成一套统一、开放的基准测试平台,让研究者和工程师不用从零造轮子,直接站在「巨人肩膀」上做实验。
TSLib 的故事要从 2023 年说起。清华大学团队在发布深度时间序列预测模型 Autoformer 后,决定将代码整理成一个通用代码库,方便更多研究者对比和迭代新模型。这就是 TSLib 的雏形——最初只是一个实验框架,后来逐步扩展为覆盖五大主流任务的开源工具箱。
三年时间,该项目已积累超过 1.2 万颗 GitHub Stars,吸引了全球数百位研究者贡献代码。仓库目前托管 43 个深度学习模型,涵盖从经典 Transformer 到最新 Mamba 状态空间模型的各种架构。
TSLib 最核心的价值在于它提供了一套统一的实验框架,让不同模型可以在完全相同的数据集和评测协议下「同台竞技」。具体覆盖以下五大任务:
长期预测:预测未来 96~720 个时间步的走势,适用于电力负荷预测、库存管理等场景。代表作包括 TimesNet(时序通用骨干)、iTransformer(变量独立建模)、PatchTST(通道独立 Patch 方案)和 TimeMixer(多尺度时序分解)。2024 年新加入的 TimeXer 更是一举拿下 Look-Back-96 任务榜首。
短期预测:预测未来数个时间步的精准值,适合高频监控场景。TimesNet 在该任务上表现最佳。
缺失值插补:自动填补传感器掉线或采集失败的数据空洞。TimesNet 同样位居榜首。
异常检测:自动识别设备运行中的异常波动,如温度骤升、振动频率突变。TSLib 提供了多个数据集的标注异常区间,可以量化模型的检出率。
时间序列分类:将整条序列归类到指定类别,如 ECG 心电图分类、传感器活动识别等。
TSLib 的代码结构非常清晰,整体采用数据-模型-实验三层分离的设计:
run.py 统一入口,参数通过命令行或脚本传入。Dockerfile 基于 PyTorch 2.5.1 + CUDA 12.1 镜像,内置多阶段构建和多款大模型依赖(Chronos、Moirai、TimesFM 等)。docker-compose 已配置 NVIDIA GPU 直通和 8GB 共享内存,一行命令即可拉起完整的实验环境。
2025 年底,TSLib 新增了零样本预测(Zero-shot Forecasting) 功能,集成了 Chronos、TimesFM 等大型时间序列模型(LTSM)。这些模型在大规模预训练后,可以直接迁移到新的时序数据集,无需额外训练。2025 年 10 月,团队还提出了「精度定律(Accuracy Law)」,指出部分标准基准数据集已达到性能饱和,继续在其上刷榜的意义有限,为学术界敲响了警钟。
需要注意的是,TSLib 主要是科研基准工具,而非生产级部署框架。它没有提供 Web 界面或 REST API,需要通过 Python 脚本调用。对于想快速体验模型效果的用户,直接用 Docker 容器启动后跑预置脚本是最省心的方式。
此外,2026 年 4 月官方公告指出,由于维护带宽有限,项目将不再积极增加新功能,建议研究者关注其后续项目如 OpenLTM(预训练-微调范式的大型时间序列模型)。
时间序列分析是工业互联网、医疗健康、金融量化等领域的核心技术。TSLib 的出现,首次为这一领域提供了类似计算机视觉中 ImageNet 的统一基准,让不同模型的效果可以客观比较。随着大模型的加入,时间序列领域正在经历从「任务定制模型」到「通用预训练模型」的范式转变,TSLib 记录并推动着这一进程。