Red de gráficos de fusión adaptativa espaciotemporal para la predicción del flujo de tráfico a corto plazo
Autores: Yang, Shumin; Li, Huaying; Luo, Yu; Li, Junchao; Song, Youyi; Zhou, Teng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Red de gráficos de fusión adaptativa espaciotemporal para la predicción del flujo de tráfico a corto plazo
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Pronóstico del flujo de tráfico
Dependencias espacio-temporales
Conexión espacio-temporal
Red de grafos de fusión
Matriz de dependencia adaptativa
Redes residuales profundas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La predicción del flujo de tráfico es un desafío para nosotros al analizar dependencias espacio-temporales intrincadas y obtener información incompleta de la conexión espacio-temporal. Los marcos existentes principalmente construyen modelos espaciales y temporales basados en una estructura de gráficos fijos y series temporales dadas. Sin embargo, una matriz de adyacencia fija está limitada para aprender correlaciones espacio-temporales efectivas de la red porque representa información incompleta para una relación genuina faltante. Para resolver la dificultad, diseñamos una red de gráficos de fusión espacial-temporal adaptativa (STFAGN) para la predicción del tráfico. Primero, nuestro modelo combina capas de convolución de fusión con una nueva matriz de dependencia adaptativa mediante entrenamiento de extremo a extremo para capturar la dependencia espacial-temporal oculta en los datos y completar la información incompleta. En segundo lugar, STFAGN podría, en paralelo, adquirir dependencias espaciales-temporales ocultas mediante una operación de fusión y tendencia temporal mediante fast-DTW. Mientras tanto, utilizamos la conexión ReZero como un simple cambio de redes residuales profundas para facilitar la propagación de señales profundas y una convergencia más rápida. Por último, realizamos experimentos comparativos en dos conjuntos de datos de redes de tráfico públicas, cuyos resultados demuestran la superioridad de nuestro algoritmo en comparación con los tipos de referencia de vanguardia. Los experimentos de ablación también prueban la racionalidad del marco de STFAGN.
Descripción
La predicción del flujo de tráfico es un desafío para nosotros al analizar dependencias espacio-temporales intrincadas y obtener información incompleta de la conexión espacio-temporal. Los marcos existentes principalmente construyen modelos espaciales y temporales basados en una estructura de gráficos fijos y series temporales dadas. Sin embargo, una matriz de adyacencia fija está limitada para aprender correlaciones espacio-temporales efectivas de la red porque representa información incompleta para una relación genuina faltante. Para resolver la dificultad, diseñamos una red de gráficos de fusión espacial-temporal adaptativa (STFAGN) para la predicción del tráfico. Primero, nuestro modelo combina capas de convolución de fusión con una nueva matriz de dependencia adaptativa mediante entrenamiento de extremo a extremo para capturar la dependencia espacial-temporal oculta en los datos y completar la información incompleta. En segundo lugar, STFAGN podría, en paralelo, adquirir dependencias espaciales-temporales ocultas mediante una operación de fusión y tendencia temporal mediante fast-DTW. Mientras tanto, utilizamos la conexión ReZero como un simple cambio de redes residuales profundas para facilitar la propagación de señales profundas y una convergencia más rápida. Por último, realizamos experimentos comparativos en dos conjuntos de datos de redes de tráfico públicas, cuyos resultados demuestran la superioridad de nuestro algoritmo en comparación con los tipos de referencia de vanguardia. Los experimentos de ablación también prueban la racionalidad del marco de STFAGN.