基于多任务深度学习的时空网络流量预测 IEEE TKDE 2019

Flow Prediction in Spatio-Temporal Networks Based on Multitask Deep Learning

文章链接: Flow Prediction in Spatio-Temporal Networks Based on Multitask Deep Learning.

Abstract

时空网络中的流量预测(如车辆、人群和自行车的流量)在交通系统中起着重要的作用,它包括一个节点的进出流量和不同节点之间的过度。然而,这是一个非常具有挑战性的问题,它受到多种复杂因素的影响,如不同地点之间的空间相关性、不同时间间隔之间的时间相关性以及外部因素(如事件和天气)。此外,节点处的流(称为node flow)和节点之间的过渡(边缘流edge flow)相互影响。

为了解决这些问题,本文提出了一个多任务深度学习框架,它可以同时预测时空网络中的节点流和边缘流。在全卷积网络的基础上,本文设计了两个复杂的模型,分别用于预测节点流和边缘流。这两个模型通过耦合其中间层的潜在表示连接起来,并一起进行训练。外部因素(external factor)也通过门控融合机制整合到框架中。在边缘流预测模型中,本文采用嵌入组件来处理节点间的稀疏过渡。基于北京和纽约的出租车数据对本文的方法进行了评价。实验结果表明,该方法在ConvLSTM、CNN和马尔可夫随机场等11个基线之外都具有较好的性能。

一、Introduction

学习他的写法
在这里插入图片描述
上图说明了SP-network中的node flow和edge flow。
本文所做的工作就是实现以上预测。

挑战(难点):

  • Scale and complexity
    一个城市具有众多区域(N),区域间的交互存在( N 2 N^2 N2)的可能;同时还要考虑不同时间下的traffic变化,这给传统机器学习模型例如概率图带来了巨大的挑战。
  • Model multiple correlations and external factors(模型需要考虑多种相关性和额外因素)
  • Dynamics and sparsity
    N 2 N^2 N2中交互可能性下,下一时间区域间的transitions具体来看会非常稀疏(相对于 N 2 N^2 N2)。这给预测带来了很大挑战。

为解决以上挑战,本文提出了Multitask Deep-Learning(MDL)来统一和同时地(collectively and simultaneously)预测预测节点和边缘流(flow)。

本文贡献:

  • 提出的MDL框架通过deep neural network预测 flow at nodes(entitled NodeNet)和edge flow(entitled EDGENET),这两种深层神经网络通过它们的潜在层连接
评论 3
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值