01 · FORECASTING PRACTICE

让模型
看不见
未来。

水质预测不是一次得分竞赛。它需要先固定问题、时间与数据边界,再讨论模型能否在未来时段稳定工作。
阅读方法 ↓
02 · STATEMENT

AI 降低编码门槛,
没有降低判断门槛。

工艺专家配合成熟 AI 工具,确实可以解决很多问题;我的价值不在于把代码写得更复杂,而在于在工艺问题和算法选择之间做判断。面对一个预测任务,我会先定义问题、时间尺度与可用数据,再验证模型是否泄漏、能否跨工况稳定,并追问结果如何进入业务流程。

AI 编程工具能加快实现,却不能替代这些决策:如果问题定义错了,它只会更快地把错误方案实现出来。

预测任务里,
先守住三件事。

研究方法的技术判断,不等同于部署结论

水质样本与处理设施的视觉插图
问题与时间尺度01 / 03 · 小时预警、日级调度,先定义不同目标
水样、趋势记录与水厂背景的研究工作台视觉插图
数据与模型门槛02 / 03 · 先跑强基线,再判断深度模型是否值得
水厂运行记录与澄清池的泛化验证视觉插图
泛化与业务落点03 / 03 · 评估跨工况稳定性,明确谁来使用结果
03 · TECHNICAL JUDGEMENT

先判断,
再建模。

我不会因为一个模型“很新”就把它放进水务场景。真正需要回答的,是它是否匹配数据、工艺与业务动作。

01这个问题适不适合预测?

先明确预测对象、服务对象与动作窗口:是为了提前识别小时级异常,还是支持日级、周级调度?如果传感器缺失、目标定义不稳定或没有可承接的业务动作,先修问题,不急着训练。

02数据量支不支持复杂模型?

小规模日尺度序列并不天然适合深度网络。Ridge、随机森林或 XGBoost 等强基线,往往更容易验证稳定性;只有连续记录、有效特征和长序列上下文足够时,才进一步比较 DLinear、PatchTST、iTransformer 等序列模型。

03模型到底“看到了”什么?

时间序列最常见的错误不是参数,而是泄漏:特征时间戳不能晚于预测起点;填补、标准化、特征选择和调参都只在训练折中拟合。按时间扩展窗口验证,外部留出集只用于最后一次复核。

04结果能否跨工况工作?

一次好看的分数不等于泛化。还要看季节、负荷、异常工况与漂移下的误差;当残差确有结构,再考虑 STL、VMD、残差学习或更长上下文,而不是默认叠加复杂模块。

05怎样进入工程系统?

点预测只是开始。要说明数据版本、训练窗口、回退基线与漂移触发器;预测区间和预警阈值也需要独立校准。最终仍由工艺人员结合现场确认,而不是让模型替代决策。

04 · RESEARCH THREADS

论文,是判断的证据。

我的论文工作围绕不同时间尺度与模型复杂度展开。共同点不是追逐某一个网络,而是把基线、时间切分、残差诊断和工程使用边界一起放进评价。

01

小时级进水水质预测

第一作者 · 已完稿

针对全规模污水厂的连续进水记录,比较从线性基线到深度时序模型的路线,重点检查滚动评估与预测不确定性,而不是只看单次测试得分。

scikit-learnPyTorchRidgeDLinearPatchTSTiTransformerBlock Bootstrap
02

日尺度总氮多步预测

第一作者 · 已完稿

用灰箱思路处理趋势与扰动,观察不同预测步长的取舍:越往中长期,越需要把结果解释为调度参考,而不是承诺一个不受工况影响的精确数值。

STLRandom Forest多步预测工艺响应评估
03

多尺度分解与残差学习

第二作者 · 已投稿

当序列呈现多尺度波动时,先用 ACF 与 FFT 做残差诊断,再比较分解、传统模型与深度序列模型的角色;复杂结构要由证据触发,而不是成为默认答案。

VMDARIMAInformerLSTMACFFFT
05 · OPEN WHEN NEEDED

模型之外,
还要交付什么?

数据与泄漏审计

变量是否在预测时真实可得、特征时间戳是否晚于起点、任何预处理是否仅在训练折拟合,都需要在建模前完成审计。

评估协议与失败路线

基线、每折结果、留出集结果与失败记录都应保留。无法超过强基线时,应回到数据、目标和特征问题,而不是继续堆复杂模型。

预测的使用边界

跨时间、跨水厂、漂移和预警是不同层级的问题。没有独立校准和足够证据,就不把区间或预警写成部署能力。