Time-LLM
Time-LLM 是一个创新性的开源框架,旨在让大型语言模型(LLM)直接胜任时间序列预测任务。传统上,处理气象、能源或金融等时序数据需要专门的深度学习模型,而 Time-LLM 创造性地将时序分析转化为大模型擅长的“语言任务”,无需修改大模型内部结构即可实现高效预测。
该工具主要解决了通用大模型难以直接理解数值型时序数据的难题。它通过两项核心技术实现突破:一是将输入的时间序列数据重编程为文本原型表示,使其更符合大模型的认知习惯;二是引入包含领域专家知识和任务指令的声明式提示词,引导大模型进行逻辑推理。这种方法不仅保留了预训练大模型的强大泛化能力,还显著提升了在少样本场景下的预测精度。
Time-LLM 非常适合人工智能研究人员、数据科学家以及希望探索大模型新应用的开发者使用。项目代码基于 PyTorch 构建,支持 Llama、GPT-2 和 BERT 等多种主流骨干网络,并已被集成到 NeuralForecast 和 PyPOTS 等知名库中。无论是学术研究还是工业界的太阳能发电预测、天气分析等实际场景,Time-LLM 都提供了一个灵活且强大的解决方案,帮助使用者轻松跨越时序分析与自然语言处理之间的技术鸿沟。
使用场景
某新能源运营团队正利用历史气象与发电数据,构建下一代风电场功率预测系统以优化电网调度。
没有 Time-LLM 时
- 模型冷启动困难:面对新投运的风电场,因缺乏足量历史训练数据,传统深度学习模型(如 Transformer 变体)难以收敛,预测误差极高。
- 专家知识融合成本高:气象学家关于“季节性季风突变”或“极端台风路径”的领域经验,无法直接注入黑盒模型,只能依赖人工事后修正。
- 多源异构数据处理繁琐:需要将数值天气预报(NWP)、传感器时序数据强行对齐并归一化,特征工程耗时且容易丢失关键上下文信息。
- 泛化能力受限:针对特定站点训练的模型无法迁移到其他地理环境相似的场站,每新增一个站点都需重新训练一套参数。
使用 Time-LLM 后
- 零样本/少样本快速适配:Time-LLM 将时序数据重编程为文本原型,直接复用预训练大语言模型(如 Llama-7B)的通用推理能力,即便在新场站数据极少时也能输出可靠预测。
- 自然语言注入领域智慧:团队可直接通过 Declarative Prompts(声明式提示词)输入“考虑夏季午后对流性大风”等专家指令,引导模型在推理阶段动态调整预测逻辑。
- 上下文感知增强:Time-LLM 自动将气象文本报告与时序数值联合编码,让模型像理解文章一样理解天气变化的前因后果,显著提升了极端天气下的鲁棒性。
- 统一框架降低维护成本:无需为不同场站维护独立的模型权重,仅需切换提示词和少量参数即可实现跨区域的通用预测,大幅缩减了算力投入。
Time-LLM 成功打破了时序分析与语言理解的壁垒,让大模型原本的常识推理能力转化为精准的工业级预测力。
运行环境要求
- 未说明
未明确说明具体型号,但依赖 deepspeed 和 accelerate 库且涉及 LLM(如 Llama-7B),通常隐含需要支持 CUDA 的 NVIDIA GPU
未说明

快速开始
(ICLR'24) Time-LLM:通过重编程大型语言模型进行时间序列预测
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@inproceedings{jin2023time,
title={{Time-LLM}: Time series forecasting by reprogramming large language models},
author={Jin, Ming and Wang, Shiyu and Ma, Lintao and Chu, Zhixuan and Zhang, James Y and Shi, Xiaoming and Chen, Pin-Yu and Liang, Yuxuan and Li, Yuan-Fang and Pan, Shirui and Wen, Qingsong},
booktitle={International Conference on Learning Representations (ICLR)},
year={2024}
}
更新/新闻:
🚩 新闻(2025年10月):在过去两年里,Time-LLM已被引用1000次!🎉 我们衷心感谢社区在这段旅程中给予的大力支持。
🚩 新闻(2024年8月):Time-LLM已被XiMou优化技术有限公司(XMO)用于太阳能、风能和天气预报。
🚩 新闻(2024年10月):Time-LLM已被纳入PyPOTS。非常感谢PyPOTS团队!
🚩 新闻(2024年5月):Time-LLM已被纳入NeuralForecast。特别感谢贡献者@JQGoh和@marcopeix!
🚩 新闻(2024年3月):Time-LLM已升级为一个通用框架,可用于将多种语言模型重新用于时间序列预测。现在默认支持Llama-7B,并兼容另外两种较小的PLM(GPT-2和BERT)。只需调整--llm_model和--llm_dim即可切换主干模型。
简介
Time-LLM是一个重编程框架,旨在将LLM重新用于通用的时间序列预测,同时保持其原始的语言模型结构不变。值得注意的是,我们证明了时间序列分析(例如预测)可以被视为另一种“语言任务”,而现成的LLM能够有效地解决这一任务。
- Time-LLM包含两个关键组件:(1) 将输入的时间序列重新编程为更适合LLM处理的文本原型表示;(2) 通过声明式提示(例如领域专家知识和任务指令)增强输入上下文,以引导LLM的推理过程。
需求
使用MiniConda中的Python 3.11
- torch==2.2.2
- accelerate==0.28.0
- einops==0.7.0
- matplotlib==3.7.0
- numpy==1.23.5
- pandas==1.5.3
- scikit_learn==1.2.2
- scipy==1.12.0
- tqdm==4.65.0
- peft==0.4.0
- transformers==4.31.0
- deepspeed==0.14.0
- sentencepiece==0.2.0
安装所有依赖项:
pip install -r requirements.txt
数据集
您可以从[Google Drive]获取预处理好的数据集,然后将下载的内容放入./dataset目录下。
快速演示
- 下载数据集并将其放入
./dataset目录。 - 调整模型参数。我们在
./scripts文件夹中提供了五个用于演示的实验脚本。例如,您可以在ETT数据集上进行评估:
bash ./scripts/TimeLLM_ETTh1.sh
bash ./scripts/TimeLLM_ETTh2.sh
bash ./scripts/TimeLLM_ETTm1.sh
bash ./scripts/TimeLLM_ETTm2.sh
详细使用方法
请参考run_main.py、run_m4.py和run_pretrain.py,以了解每个超参数的详细说明。
延伸阅读
作为最早探索大型语言模型与时间序列交叉领域的工作之一,我们衷心感谢开源社区对我们研究的支持。尽管我们目前不计划对 Time-LLM 主代码库进行重大更新,但我们仍然欢迎 建设性的 Pull Request,以帮助维护和改进该库。
🌟 请查看我们团队的最新研究项目,如下所示。
- TimeOmni-1:在大型语言模型中利用时间序列激励复杂推理,arXiv 2025。
作者: 关彤、孟子杰、李典奇、王世宇、杨超翰、温庆松、刘作柱、萨巴托·马可·西尼斯卡基、金明、潘诗睿
@article{guan2025timeomni,
title={TimeOmni-1: Incentivizing Complex Reasoning with Time Series in Large Language Models},
author={Guan, Tong and Meng, Zijie and Li, Dianqi and Wang, Shiyu and Yang, Chao-Han Huck and Wen, Qingsong and Liu, Zuozhu and Siniscalchi, Sabato Marco and Jin, Ming and Pan, Shirui},
journal={arXiv preprint arXiv:2509.24803},
year={2025}
}
- Time-MQA:基于上下文增强的时间序列多任务问答,发表于 ACL 2025。 [HuggingFace]
作者: 孔亚轩、杨一元、黄润泰、杜文杰、斯特凡·佐伦、王张洋、金明、温庆松
@inproceedings{kong2025time,
title={Time-mqa: Time series multi-task question answering with context enhancement},
author={Kong, Yaxuan and Yang, Yiyuan and Hwang, Yoontae and Du, Wenjie and Zohren, Stefan and Wang, Zhangyang and Jin, Ming and Wen, Qingsong},
booktitle={The 63rd Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics (ACL 2025)},
year={2025}
}
- 迈向时间序列基础模型的神经规模定律,发表于 ICLR 2025。 [GitHub 仓库]
作者: 姚清仁、杨超翰、蒋仁和、梁宇轩、金明、潘诗睿
@inproceedings{yaotowards,
title={Towards Neural Scaling Laws for Time Series Foundation Models},
author={Yao, Qingren and Yang, Chao-Han Huck and Jiang, Renhe and Liang, Yuxuan and Jin, Ming and Pan, Shirui},
booktitle={International Conference on Learning Representations (ICLR)},
year={2025}
}
- Time-MoE:基于专家混合的大规模时间序列基础模型,发表于 ICLR 2025。 [GitHub 仓库]
作者: 史晓明、王世宇、聂宇琪、李典奇、叶舟、温庆松、金明
@inproceedings{shi2024time,
title={Time-moe: Billion-scale time series foundation models with mixture of experts},
author={Shi, Xiaoming and Wang, Shiyu and Nie, Yuqi and Li, Dianqi and Ye, Zhou and Wen, Qingsong and Jin, Ming},
booktitle={International Conference on Learning Representations (ICLR)},
year={2025}
}
- TimeMixer++:用于通用预测分析的通用时间序列模式机器,发表于 ICLR 2025。 [GitHub 仓库]
作者: 王世宇、李嘉伟、史晓明、叶舟、莫百川、林文泽、鞠圣通、褚志轩、金明
@inproceedings{wang2024timemixer++,
title={TimeMixer++: A General Time Series Pattern Machine for Universal Predictive Analysis},
author={Wang, Shiyu and Li, Jiawei and Shi, Xiaoming and Ye, Zhou and Mo, Baichuan and Lin, Wenze and Ju, Shengtong and Chu, Zhixuan and Jin, Ming},
booktitle={International Conference on Learning Representations (ICLR)},
year={2025}
}
致谢
我们的实现以 Time-Series-Library 和 OFA (GPT4TS) 为基础代码库,并根据我们的需求进行了大量修改。我们感谢这些作者分享他们的实现及相关资源。
常见问题
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